本站消息 近日，學(xué)校農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院趙昶靈教授團(tuán)隊(duì)在農(nóng)林科學(xué)國際TOP期刊Industrial Crops & Products（中科院一區(qū)，IF2023=5.5999）發(fā)表題目為“Transcriptome-based dissection of starch synthesis-dependent characterization of Drumstick-forming on yield increase of Panax notoginseng taproots”的研究型論文。

三七“拔雞腿”是指從每年7~8月開始，大田栽培的部分2、3年生三七植株的地上莖頂部莖段出現(xiàn)的雞腿狀（側(cè)面觀為倒梯形）橫向增粗現(xiàn)象。三七（Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen）作為一種重要的中藥材，其根莖的產(chǎn)量直接關(guān)系到藥材的供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。三七主根是三七最主要的入藥部位，主根的產(chǎn)量是決定三七藥材商業(yè)價(jià)值的核心。淀粉是三七藥材尤其是主根藥材中含量最高的成分，也是決定藥材產(chǎn)量的最關(guān)鍵成分。400余年的種植經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“拔雞腿”表型能精準(zhǔn)表征三七藥材的高產(chǎn)，但是，上述“表征”的確切內(nèi)涵至今仍不清楚。

本研究通過轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)合重量、排水法、石蠟切片和基于試劑盒的分光光度法，系統(tǒng)闡明“拔雞腿”對三七藥材高產(chǎn)的表征效應(yīng)，尤其是闡明了淀粉合成關(guān)鍵酶基因轉(zhuǎn)錄水平對藥材產(chǎn)量的貢獻(xiàn)以及轉(zhuǎn)錄水平與“拔雞腿”的相關(guān)性。研究表明，磷酸果糖激酶（PFK）、蔗糖酶（INV）、淀粉分支酶（SBE）和果糖-1,6-二磷酸醛縮酶（FBA）的表達(dá)直接決定著三七主根直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉的合成，然而，對于與淀粉合成相關(guān)的TFs，只有DOF和NAC與主根淀粉合成相關(guān)。主要是兩個DOF TFs，即Pno06G005621（DOF3.6）和Pno03G015691（DOF3.6），在非顯著水平上負(fù)調(diào)控AC、TSC和AC/APC；其次是兩種NAC TFs，即Pno07G002944（NAC035）和Pno12G000370（NAC035），在非顯著水平上正調(diào)控AC、TSC和AC/APC。以上這些基因的表達(dá)變化直接影響了淀粉含量的合成，從而調(diào)控了三七主根的產(chǎn)量。這一發(fā)現(xiàn)不僅有助于提升三七的種植效益，也為其他淀粉合成相關(guān)作物的產(chǎn)量提升提供了新的思路和方法。

趙昶靈教授為本文的通訊作者，在讀博士生李桂瓊和已畢業(yè)博士生張洪玲為本文的共同一作。本研究得到了國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“三七藥材皂苷含量‘拔雞腿’響應(yīng)性增高的機(jī)理”（項(xiàng)目編號82460741）和“一年生三七地上莖的黃金分割式紫化及其與皂苷積累的關(guān)系”（項(xiàng)目編號31460065）和文山壯族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院“滇東南石漠化地區(qū)特色飼草種質(zhì)資源評價(jià)和優(yōu)良種質(zhì)篩選”（項(xiàng)目編號WYHZ2023-01）等項(xiàng)目資助。