Hortic Res | 北京中医药大学魏胜利、王晓晖课题组在三七皂苷生物合成调控网络研究中取得突破性进展

三七具有散瘀止血，消肿定痛等功效，是我国功效确切、使用广泛、最具特色的大宗中药材之一，广泛应用于云南白药、血塞通等中药大品种，三七也是活血化瘀类保健产品的重要原料，年需求量巨大。三七皂苷类成分是三七的主要药效成分，具有活血、降血压等多种药理活性，也是血塞通注射液、血栓通胶囊等中药大品种的核心原料，目前三七皂苷主要从种植三七中提取获得。由于三七分布地域狭窄（云南文山为中心的北回归线附近），同时还具有严重的连作障碍，导致适宜种植三七的土地有限，资源紧缺涨价问题时有发生。因此，如果能够通过生物技术手段实现三七皂苷的高效生产，则可大幅度减少三七种植压力，助力三七资源的可持续供应。过去关于三七皂苷生物合成调控研究多集中在正向调控因子，对于负向调控因子及正负因子协同调控三七皂苷生物合成的研究欠缺，其作用机理尚不清楚。

2023年7月，Horticulture Research 上线了（Advance Access）北京中医药大学魏胜利教授及王晓晖副研究员团队的题为PnMYB4 negatively modulates saponin biosynthesis in Panax notoginseng through interplay with PnMYB1 的研究论文，该研究提出负调控因子PnMYB4和正调控因子PnMYB1与PnbHLH竞争性结合，从而形成“油门-刹车”的协同调控效应，预期成果对于后续开展三七皂苷生物合成的精准调控和分子辅助育种均具有重要意义。

该研究发现了一个R2R3-MYB转录因子PnMYB4，可以负调控三七皂苷的积累。利用基因沉默及基因编辑（CRISPR/Cas9）抑制PnMYB4的表达，显著提高愈伤组织中三七皂苷的含量及三七生物合成关键酶基因的表达水平，PnMYB4直接与三七皂苷生物合成关键酶基因PnSS、PnSE和PnDS的启动子结合，抑制三七皂苷的积累。随后，该研究发现负调控因子PnMYB4和正调控因子PnMYB1都能够与皂苷生物合成的正调控因子PnbHLH相互作用，调节三七皂苷的生物合成。PnMYB4与PnMYB1可以竞争结合PnbHLH，抑制了PnMYB1-PnbHLH复合物诱导的三七皂苷生物合成关键酶基因启动子的激活。因此本研究提出“正调控因子PnMYB1可与负调控因子PnMYB4和PnbHLH竞争性结合，从而形成“油门-刹车效应机制”，该研究揭示了MYB转录因子调控三七皂苷生物合成的一个复杂调控模块。这一突破增进了我们对于三七皂苷积累转录调控的认识，为进一步提高三七皂苷含量和功效提供了理论基础。

该研究由北京中医药大学精准中药课题组发表，满金辉博士、石玥博士后为共同第一作者，中药学院魏胜利教授及北京中医药研究院中药现代研究中心王晓晖副研究员担任该论文共同通讯作者，该研究得到北京市科技计划（2201100005420005）专项资金的支持。

作者团队介绍

魏胜利教授带领的北京中医药大学精准中药课题组主要从事精准药材定 向培育、精准药材定向调控、精准中药产品开发研究，截止目前在Horticulture research、Planta、Journal Of Immunology Research、Journal of Ethnopharmacology、药学学报、中国中药杂志等刊物发表论文100余篇；并且在精准经方和精准药材批次DNA条形码等研究上取得了突破性进展。团队常年招收博士后、硕士/博士研究生，热忱欢迎勤奋踏实、积极上进的同学加盟！有意向者请联系王老师（wangxhui2014@163.com）。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad134

转自：“园艺研究”微信公众号

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