近日,國家中藥材產業科技體系高文遠教授承擔的中央本級重大增减支項目課題“人參三七內生菌的挖掘及代謝調控研究”以及課題組王娟副教授承擔的“人參、西洋參和三七功能基因資源的比較研究”順利通過結題驗收。課題超額完成了研究內容和考核指標,共發表SCI論文9篇,其中二區以上論文6篇,8分以上論文2篇。申請專利4項,主編著作1部,參與國家科技進步二等獎1項。
高文遠教授課題組長期從事人參屬藥用植物生物合成途徑解析和代謝調控研究。在本課題的資助下,課題組進一步揭示了三七皂苷等4條生物合成途徑及代謝調控機理。建立了人參、西洋參和三七3種植物的生物合成基因庫,篩選到與皂苷生物合成相關的功能基因206個。對潜在糖基轉移酶進行了功能驗證,證實了UGTPg71A29、Yjic具有20比特葡萄糖基化功能、Cluster-26044.27684具有6比特木糖基化功能,揭示了Rg1,Rb1,R2和R1 4條生物合成途徑。研究還建立了人參三七土壤和內生菌資料庫,獲得與人參和三七中有效成分合成道地性相關的菌株F24、B10等7株。發現F24誘導啟動的轉錄因數PgWRKY4X,通過調控靶蛋白PgSE表達,正向調控人參皂苷的積累。兩項研究成果為人參和三七皂苷合成生物學及代謝工程研究奠定了理論基礎。
研究發現植物內生菌與根際微生物也可以合成次級代謝產物,與宿主之間存在基因交流,但機理還不明確。此外,人參三七生長發育過程中其他環境因素與道地性的關係也應在今後的工作中加以深入研究。