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我院银杏团队揭示树龄抑制银杏叶片黄酮类化合物合成的潜在机制

    近日,我院银杏团队揭示了银杏叶中黄酮类化合物生物合成受树龄抑制的潜在机制。研究成果以题为Integration of morphological, physiological, cytological, metabolome and transcriptome analyses reveal age inhibited accumulation of flavonoid biosynthesis in Ginkgo biloba leaves发表在Industrial Crops and Products(中科院一区,IF=6.45)上。


银杏是重要的经济树种,银杏叶提取物(GbE)包括类黄酮和萜内酯等多种次生代谢物,在高血压、心脑血管等疾病的治疗中发挥重要作用。然而,银杏叶中黄酮类化合物的含量与树龄有关,通常只有1-5年树龄的银杏适合提取GbE;而随着树龄的增加,叶片中的活性成分(尤其是黄酮类化合物)显著下降。目前关于年龄影响银杏叶片黄酮类化合物合成调控机制尚不清楚。

在该研究中,比较了树龄在1-7年的银杏树叶片黄酮类化合物含量,发现其随着树龄增加而逐渐下降,其中1年生银杏总黄酮苷元含量显著高于47年生银杏,同时槲皮素含量也存在显著差异。研究还发现,叶片形态可能与类黄酮含量的这种变化有关,这表明年龄小于5年的银杏树的叶片处于幼态,可以产生更多的黄酮类化合物。进一步,通过对147年生银杏叶片进行了代谢组学及转录组学分析代谢组结果显示,黄酮类代谢物在不同代谢物中含量最多,并且82% 的黄酮类化合物随着树龄的增长呈现出减少的趋势。此外,转录组分析发现,黄酮生物合成途径中关键结构基因(CHSF3HFLS)随树龄而逐渐下调,这部分解释了随着年龄的增长黄酮含量降低的原因。此外,GOKEGG分析结果显示,叶片光合作用和激素相关基因随着树龄的增长而下调,这意味着光合作用、水杨酸和茉莉酸可能共同影响黄酮类化合物的含量。



综上所述,该研究解析了树龄对银杏叶黄酮类化合物积累的调控机制,研究结果为叶用银杏育苗提供了理论依据,也为了解年龄如何调控黄酮类化合物提供了新线索。

扬州大学银杏团队青年教师王庆杰为该论文的第一作者,王莉教授为通讯作者,该研究得到国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。


原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926669022008883#!


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