我院黎胜红/刘燕团队在重楼属药用植物药效物质形成机制研究方面取得系列新进展，相关研究结果近期发表于Plant Communications（中科院一区）、Horticulture Research（中科院一区）和Industrial Crops and Products（中科院一区），为中药重楼资源有效开发和可持续利用奠定了重要基础。

重楼属（Paris）植物具有重要的药用价值，《神农本草经》中记载“蚤休（重楼），味苦微寒，主治惊痫摇头弄舌，热气在腹中，癫疾，痈疮阴蚀，下三虫，去蛇毒。”历代《中华人民共和国药典》中收录了滇重楼（Paris polyphylla var. yunnanensis）和华重楼（Paris polyphylla var. chinensis），其具有清热解毒、消肿止痛和凉肝定惊的功效。然而，由于重楼繁殖周期长以及过度采集，野生重楼种群资源濒临枯竭，为其资源开发与可持续利用带来了巨大挑战。重楼主要药效物质是甾体皂苷，也称重楼皂苷，其中重楼皂苷I、II和VII是《中华人民共和国药典》规定的指标成分。重楼皂苷具有广泛的药理活性，包括抗肿瘤、抗炎、镇痛、抗菌、止血、抗氧化等。重楼皂苷形成机制极其复杂，受遗传、环境等多重因素影响，但目前重楼皂苷生物合成途径与调控机制尚不完全清楚。研究团队前期从重楼不同生长年限及各组织器官转录组中挖掘并鉴定了7个糖基转移酶（UGT），能够催化甾体皂苷糖基化级联反应生成单糖苷、二糖苷和三糖苷，并发现重楼皂苷抗真菌感染作用和机制（Acta Pharmaceutica Sinica B, 2023, 13: 4638-4654；Phytochemistry, 2024, 225: 114173）。

近期，研究人员从重楼中挖掘并鉴定了4'-O-鼠李糖基转移酶UGT73DY2，负责催化重楼皂苷V和VI的4′-O-鼠李糖糖基化反应，合成薯蓣皂苷（dioscin）、偏诺皂苷元-3-O-α-L-吡喃鼠李糖-(1→4)-[α-L-吡喃鼠李糖基]-(1→2)-β-D-葡萄糖苷。亚细胞定位分析表明，UGT73DY2及前期鉴定的甾醇-3-O-葡萄糖基转移酶UGT80A40和甾体葡萄糖苷2′-O-鼠李糖基转移酶UGT73CE1均定位在内质网和细胞核，而催化胆固醇及薯蓣皂苷元生物合成的关键酶大多定位于内质网，推测重楼皂苷生物合成主要发生在植物细胞的内质网。通过在本氏烟草（Nicotiana benthamiana）中共同表达14个生物合成基因，并优化HMGR亚细胞定位和CYP450基因集以及改造UGT73DY2，重构了薯蓣皂苷异源合成通路，产量为 3.12 ± 0.11 ?g/g 干重。该研究结果以“Characterization of a 4'-O-rhamnosyltransferase and de novo biosynthesis of bioactive steroidal triglycosides from Paris polyphylla”为题发表在Plant Communications（https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101257）。立即博备用网址_立即博赌场-游戏平台硕士研究生赵晨筱和博士研究生严园锋为该论文共同第一作者，黎胜红研究员和刘燕教授为共同通讯作者。

       为了深入研究重楼皂苷合成与积累的分子调控机制，研究人员构建了滇重楼叶酵母文库，以生物合成基因PpUGT73CE1和PpUGT91AH2的启动子作为诱饵，通过酵母单杂、转录因子转录激活分析和双荧光素酶测定实验，发现核定位的bZIP家族转录因子 PpTGA3具有转录激活活性，可以与PpUGT73CE1启动子结合并激活其表达。进一步构建了重楼瞬时表达体系，发现重楼叶片瞬时过表达PpTGA3基因，重楼皂苷含量明显增加。此外，发现水杨酸可能通过PpTGA3影响重楼皂苷的生物合成，为通过生物技术方法提高重楼皂苷含量提供了科学依据。相关研究结果以“Identification of a bZIP transcription factor PpTGA3 regulating polyphyllin biosynthesis in Paris polyphylla”为题发表在Industrial Crops and Products（https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120492）。立即博备用网址_立即博赌场-游戏平台博士研究生蒲秀兰为第一作者，立即博备用网址_立即博赌场-游戏平台黎胜红研究员、刘燕教授和陶阳助理研究员为共同通讯作者。

在此基础上，研究人员全面总结了重楼属植物的植物学特征、药用价值、药理活性及毒性，系统梳理了重楼属植物的分子生物学研究进展，并提出了未来研究的重要方向。倡导运用多组学技术，结合分子遗传手段，对重楼属药用植物的生理生态及药效物质形成机制进行系统深入的研究，这将有助于全面解析重楼品质形成机理，为其资源开发与可持续利用奠定基础，并为植物科学研究提供参考。相关综述以“The genus Paris: a fascinating resource for medicinal and botanical studies”为题发表在Horticulture Research（https://doi.org/10.1093/hr/uhae327）。在读研究生、四川省农业科学院经济作物研究所叶霄助理研究员和陶阳助理研究员为第一作者，立即博备用网址_立即博赌场-游戏平台黎胜红研究员、刘燕教授和陶阳助理研究员为共同通讯作者。

    以上研究得到了国家自然科学基金委和四川省科技厅等项目资助。