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中科院華南植物園曾紀(jì)晴博士與于慧研究員合作進(jìn)行了五指毛桃的氫水種植實驗研究，發(fā)現(xiàn)氫水種植可提高五指毛桃有效成分含量。相關(guān)研究近日以特邀稿件的形式發(fā)表于《植物》(Plants)的專刊上。據(jù)悉，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(jìn)展，標(biāo)志著氫氣植物學(xué)的研究已經(jīng)受到國際學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注。

五指毛桃是中國嶺南地區(qū)常見的一種食藥同源植物，以粗葉榕的根為藥材。在廣東地區(qū)，民間常用五指毛桃的根煲湯，稱之為“南芪”，或譽(yù)為“廣東人參”。從五指毛桃中分離鑒定出的化合物主要有香豆素、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。由于市場需求旺盛，野生資源逐漸枯竭，五指毛桃也逐漸開始了規(guī)?；N植。

由于中草藥的主要藥效成分通常是植物次生代謝產(chǎn)物，而脅迫條件可以促進(jìn)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(jìn)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)在中草藥種植方面的應(yīng)用前景，研究人員進(jìn)行了五指毛桃的氫水種植實驗研究，采用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有效成分的含量，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為黃酮類化合物和香豆素類化合物，由苯丙烷類生物合成途徑合成。”曾紀(jì)晴表示，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了苯丙烷類生物合成和代謝可能是氫水影響的主要代謝途徑。該研究還發(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(dá)。

該研究為了解氫氣的植物效應(yīng)機(jī)制提供了重要線索和證據(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(jì)晴博士是我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)和逆境響應(yīng)，促進(jìn)植物生長發(fā)育和提高抗逆性，率先提出了減少化肥和農(nóng)藥的使用，保障生態(tài)安全與食品安全的“氫農(nóng)業(yè)”概念。(作者：朱漢斌 周飛)