五指毛桃是中國嶺南地區(qū)常見的一種食藥同源植物，民間常用于治療脾虛、肺結(jié)核、虛弱、風濕、盜汗、無乳癥等疾病。在廣東地區(qū)，民間常用五指毛桃的根煲湯，稱之為“南芪”，或譽為“廣東人參”。五指毛桃是以粗葉榕（Ficus hirta Vahl）的根為藥材，主要分布在我國廣東、廣西、江西、福建、云南、中國香港和東南亞國家。從五指毛桃中分離鑒定出的化合物主要有香豆素、黃酮類化合物和揮發(fā)油?，F(xiàn)代藥理學研究表明，這些化合物具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤等作用。由于市場需求旺盛，野生資源逐漸枯竭，五指毛桃也逐漸開始了規(guī)?；N植。
由于中草藥的主要藥效成分通常是植物次生代謝產(chǎn)物，而脅迫條件可以促進植物次生代謝產(chǎn)物的積累，次生代謝產(chǎn)物的積累可以提高植物的抗逆性。因此，提高植物抗逆性的措施有望促進植物次生代謝產(chǎn)物的積累，從而提高中草藥的道地品質(zhì)。華南植物園曾紀晴博士是最早研究氫氣植物學效應的學者之一，發(fā)現(xiàn)氫氣參與植物激素信號傳導和逆境響應，促進植物生長發(fā)育和提高抗逆性，率先提出了減少化肥和農(nóng)藥的使用，保障生態(tài)安全與食品安全的“氫農(nóng)業(yè)”概念。為了探索氫農(nóng)業(yè)在中草藥種植方面的應用前景，曾紀晴博士與于慧研究員合作進行了五指毛桃的氫水種植實驗研究，采用LC-ESI-MS/MS和RNA-seq技術分析了氫水種植五指毛桃代謝組和轉(zhuǎn)錄組變化。
結(jié)果表明，氫水種植顯著提高了五指毛桃有效成分的含量，其中柚皮苷（naringin）、佛手柑（bergaptol）、橙皮苷（hesperidin）和苯并呋喃類化合物（benzofuran）等的含量分別提高了3.05倍、2.28倍、2.25倍和2.19倍。這些五指毛桃的主要活性成分為黃酮類化合物和香豆素類化合物，由苯丙烷類生物合成途徑合成。結(jié)合RNA-seq獲得的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)苯丙烷類生物合成和代謝可能是氫水影響的主要代謝途徑。此外，研究還發(fā)現(xiàn)氫分子可能調(diào)控與植物激素信號轉(zhuǎn)導、抗逆性和次生代謝產(chǎn)物合成相關的轉(zhuǎn)錄因子基因的表達。本研究為了解氫氣的植物效應機制提供了重要線索和證據(jù)，為氫農(nóng)業(yè)在中草藥栽培中的應用提供了理論依據(jù)。
相關研究成果近期以特邀稿件發(fā)表在國際期刊Plants（2022, 11（5）， 602）的?？?。這是國際期刊首次以?？男问秸故練錃庵参飳W研究領域的最新進展，標志著氫氣植物學的研究已經(jīng)受到國際學術界廣泛關注。文章鏈接：https://doi.org/10.3390/plants11050602
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