近日,我院中药材所梁慧珍团队在金银花转录因子协同调控活性成分合成及逆境响应机制方面取得重要进展,相关研究成果“Unveiling the dual roles of LjTT8: Positive regulation of anthocyanin biosynthesis and abiotic stress responses in Lonicera japonica”发表于国际知名学术期刊《Industrial Crops & Products》(中科院一区,Top期刊,IF=6.2)。该研究为金银花品质育种及抗逆性改良提供了重要的分子靶点和理论依据。

中药材领域素有“逆境出品质”之说,即适度的环境胁迫能促进药用植物次生代谢产物的积累,提升药材品质。然而,长期以来缺乏对逆境与活性成分协同调控关键基因的挖掘与功能解析,制约了高品质、高抗逆性中药材品种的分子育种进程。
金银花(Lonicera japonica)是重要的药食同源和珍贵大宗中药材,其花蕾中的黄酮类化合物,特别是花青素不仅赋予花朵色泽,更具有抗氧化、抗炎、抗病毒等药理活性。研究表明,逆境条件往往促进花青素等防御性次生代谢产物的积累,但调控这一过程的分子机制尚不明确。
本研究对金银花基因组中的bHLH转录因子家族进行了系统分析,共鉴定出103个bHLH基因,并发现IIIf亚家族成员LjTT8在红色花金银花中的表达水平显著高于普通金银花,且其表达与花青素积累呈显著正相关。功能实验证实,LjTT8可直接激活花青素合成关键结构基因(如Lj4CL、LjCHS、LjF3′H)的启动子,正向调控花青素的生物合成。在拟南芥tt8突变体中过表达LjTT8可恢复其种皮花青素缺失表型;在烟草中过表达则使花朵颜色加深、花青素含量显著提高。

LjTT8可回补拟南芥tt8突变体的种子表型
尤为重要的是,该研究首次揭示了LjTT8在逆境响应中的双重角色。过表达LjTT8的转基因拟南芥在干旱和盐胁迫下表现出更强的耐受性:抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性升高,活性氧(O₂⁻和H₂O₂)积累减少,逆境响应基因(ABF3、RD29A、RD29B、SOS1等)表达显著上调。这说明LjTT8不仅提升品质,同时增强抗逆性,实现了“逆境—品质—抗逆”的协同调控。
这一发现为理解“逆境出品质”的分子本质提供了重要线索。LjTT8基因作为兼具品质与抗逆双重功能的分子靶点,在金银花及药用植物育种中具有广阔的应用前景:一方面可用于培育花青素含量高、色泽好、药效成分丰富的优质品种;另一方面可提高植株对干旱、盐碱等逆境的适应能力,保障药材在不利环境下的稳定产量与高品质。
我院中药材研究所种质资源研究室谭政委研究员为第一作者,梁慧珍研究员为通讯作者。研究得到了国家中药材产业技术体系(CARS-21)、河南省现代农业产业技术体系(HARS-22-11-G3)、河南省农科院自主创新项目(2026ZC158,2026ZC159)、河南省中央引导地方科技发展资金项目(2025ZYYD07)等项目的资助。
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