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中國科學(xué)院華南植物園曾紀晴博士與于慧研究員合作開展了五指毛桃氫水種植實驗研究，發(fā)現(xiàn)氫水種植可以提高五指毛桃的有效成分含量。最近，相關(guān)研究以特別邀請的形式發(fā)表在《植物》?？?。這是國際學(xué)術(shù)期刊首次以?？男问秸故練錃庵参飳W(xué)研究領(lǐng)域的最新進展，標志著氫氣植物學(xué)研究受到國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
五指毛桃是嶺南常見的食藥同源植物，以粗葉榕的根為藥材。在廣東，五指毛桃的根煲湯被稱為“南芪”或“廣東人參”。五指毛桃中分離鑒定的化合物主要是香豆素、黃酮類化合物和揮發(fā)油?，F(xiàn)代藥理學(xué)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。由于市場需求強勁，野生資源逐漸枯竭，五指毛桃逐漸開始大規(guī)模種植。
由于中草藥的主要功能成分通常是植物次生代謝產(chǎn)物，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)。
為了探索氫農(nóng)業(yè)在中草藥種植中的應(yīng)用前景，研究人員對五指毛桃氫水種植進行了實驗研究，利用LC-ESI-MS/MS和RNA-seq技術(shù)分析了氫水種植五指毛桃代謝組和轉(zhuǎn)錄組的變化。代謝組分析結(jié)果表明，氫水種植顯著提高了五指毛桃的有效成分含量，其中柚皮苷、佛手柑、橙皮苷和苯并呋喃類化合物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是由苯丙烷類生物合成途徑合成的黃酮類化合物和香豆素類化合物?！痹o晴表示，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組的分析數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)苯丙烷類生物的合成和代謝可能是氫水影響的主要代謝途徑。研究還發(fā)現(xiàn)，氫分子調(diào)控與植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗逆性和次生代謝產(chǎn)物合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子基因的表達。
該研究為了解氫氣的植物效應(yīng)機制提供了重要的線索和證據(jù)，為氫農(nóng)業(yè)在中草藥栽培中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
據(jù)了解，曾紀晴博士是中國最早研究氫氣植物學(xué)效應(yīng)的學(xué)者之一。他發(fā)現(xiàn)氫氣參與植物激素信號傳導(dǎo)和逆境反應(yīng)，促進植物生長發(fā)育、提高抗逆性，率先提出了“氫農(nóng)業(yè)”的概念，以減少化肥和農(nóng)藥的使用，保障生態(tài)和食品安全。
