近日，北京林业大学林学院贾黎明教授领衔的无患子研发团队在无患子三萜皂苷研究领域取得系列研究进展，揭示了果实生长、果皮三萜皂苷动态变化规律和三萜皂苷生物合成分子调控机制。相关成果在Journal of Agricultural and Food Chemistry（1区Top，封面文章）、Frontiers in Plant Science（2区Top）、《生物技术通报》（卓越期刊）、《中国科学：生命科学》、Scientific Reports、《化学通报》、《南京林业大学学报》和《西北植物学报》等国内外知名期刊发表论文8篇，论文第一作者为林学院博士研究生徐圆圆（现在广西大学工作），通讯作者为林学院贾黎明教授和陈仲副教授，赵国春和刘济铭等博士研究生也参与了项目研究工作，北京林业大学为第一完成单位。
本次发表的8篇论文如下：
无患子是我国传统的洗护用植物和药用植物，集日用化工、生物医药、生物质能源、绿化美化、生态修复等于一体，果皮富含三萜皂苷，具有很强的非离子表面活性和多种生物活性，可助力绿色洗涤业革新和新型生物医药研发。
研究团队对无患子全生长周期果实生长及果皮代谢物进行研究，发现无患子果实生长为单“S”型曲线，可将果实生长发育进程划分为生长初期、速生期、生长后期和果实成熟期四个阶段，速生期为果实大小、质量快速增长时期，生长后期为果实综合品质增长最大的时期；果实成熟期适合无患子果实采收。无患子叶、花、枝、根、果皮均含生物活性物质三萜皂苷和黄酮，其中花和叶含量较为丰富；果皮总皂苷含量在速生期最大，而后保持在较高水平。
无患子全生长周期果皮共鉴定出165种化合物，其中54个为皂苷化合物，可分为前期、中期和后期积累型三种积累模式。
通过果皮高通量测序获得135个三萜皂苷合成候选酶基因，多在果皮生长早期高表达；获得多个皂苷特异性基因、miRNA模块，构建分子调控网络，绘制了首个无患子三萜皂苷生物合成途径图；同时，筛选出适合于果皮三萜皂苷合成基因表达量研究的内参基因SmACT；并验证了关键基因SmCYP71D-3与转录因子SmbHLH2、SmTCP4和SmWRKY27间的互作关系。
该研究增加了对无患子果皮三萜皂苷的认识，丰富了三萜皂苷生物合成途径的基因资源，可为无患子皂苷高值化利用及其生物合成途径的解析奠定前期理论基础，也为无患子良种选育和高效培育技术研究提供参考。
该研究得到了国家自然科学基金面上项目（32071793）和国家科技基础资源调查专项（2019FY100803）的资助。
自2013年以来，依托于“国家能源非粮生物质原料研发中心”、“省部共建森林培育与保护教育部重点实验室”和“林业生物质能源国家国际科技合作基地”等国家级科研平台，在国家自然科学基金、科技部科技基础资源调查专项和国际合作项目等支持下，北京林业大学贾黎明教授领衔的研发团队经过10年对无患子属植物的系统研究，在种质资源调查收集与良种选育、种质资源多样性与适生区区划、基础生物生态学特性、重要性状形成的分子基础、种植园模式高效培育技术体系、多联产产业高效可持续发展模式等领域取得了一系列进展。
截至2022年6月，团队共收集17省无患子种质资源375份，主持建设的“建宁县无患子种质资源库”入选第三批国家级林木种质资源库，保存优树半同胞家系64份1650株，无性系175份5000余株，保存面积共20.67 公顷，其中核心区面积达16公顷，附属区4.67公顷，培育出的“粤硕菩提”“媛华”“稳稳”“圆圆”等一系列果实性状优良的无患子植物新品种，填补了国内外无新品种保护权的空白。
团队在无患子种仁油脂和果皮皂苷等经济性状的地理变异、种质资源遗传多样性评价及适生区区划、功能基因组学及重要性状形成的分子基础等领域取得了突破性成果。与此同时，对无患子种植园模式高效培育技术等展开研究，形成一套以嫁接繁育为主，其他有性和无性繁育为辅助的育苗技术，整合形成以整形修剪、配方施肥、人工辅助授粉、花果调控、果实采收和病虫害防治为主的种植园管理技术体系。在全产业链发展领域，通过研究无患子产品全生命周期评价，提出了我国自主创新“林油一体化”生产工艺及技术路线，建立了“无患子种植园模式+林皂油碳多联产”的无患子产业高效可持续发展模式。
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素材来源：北京林业大学绿色新闻网、林学院，西北植物学报、绿色中国
