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廬山植物園特色果樹資源馴化與改良研究組取得重要突破——三葉木通花“因期采收”實(shí)現(xiàn)多用途高值化開發(fā)
近日，廬山植物園特色果樹資源馴化與改良研究組在國際知名期刊《Industrial Crops & Products》上發(fā)表最新研究成果，論文題為“Stage-specific harvest of Akebia trifoliata flowers: An integrated multi-omics strategy for optimizing natural colorants, antioxidants and bioactive ingredients”。該研究系統(tǒng)揭示了三葉木通花在不同開花階段的代謝物動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，首次提出基于發(fā)育階段的“精確采收”策略，為其多功能高值化開發(fā)提供了重要科學(xué)依據(jù)。
三葉木通是我國具有潛力的特色野生果樹資源，其花朵富含花青素等多種生物活性成分。然而，長期以來對其化學(xué)成分隨開花進(jìn)程變化的規(guī)律缺乏系統(tǒng)認(rèn)識，制約了該資源的深度利用。為此，研究組綜合運(yùn)用代謝組學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對接等現(xiàn)代技術(shù)，系統(tǒng)解析了三葉木通花在花蕾期、半開期和盛開期三個(gè)關(guān)鍵發(fā)育階段的代謝特征。
研究結(jié)果顯示，三葉木通花在不同開放階段具有顯著的化學(xué)成分與功能差異：盛開期花朵富含花青素類色素，尤其是矢車菊素類衍生物，色澤鮮艷、含量最高，是提取天然食用色素的優(yōu)質(zhì)原料;花蕾期花朵則積累了大量防御相關(guān)生物堿、有機(jī)酸及三萜類化合物，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌與抗氧化活性，其體外抗氧化能力在各階段中最強(qiáng)，適合開發(fā)為抗氧化劑或功能性添加劑;研究還首次從花中鑒定出多種具潛在健康功效的寡肽及9個(gè)關(guān)鍵抗氧化化合物，并進(jìn)一步通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與分子對接，闡明它們通過STAT3、PTGS2等核心靶點(diǎn)發(fā)揮協(xié)同抗氧化作用的分子機(jī)制，為后續(xù)保健產(chǎn)品開發(fā)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)與理論支撐。
基于上述發(fā)現(xiàn)，研究組創(chuàng)新性地提出“按需采收、梯次利用”的開發(fā)策略：若以提取天然色素為目標(biāo)，宜采收盛開期花朵;如旨在獲取抗氧化與抗菌活性成分，則花蕾期材料更具優(yōu)勢。該策略不僅能最大化資源利用價(jià)值，也為其他野生植物資源的精準(zhǔn)開發(fā)提供了可復(fù)制的研究范式。
本研究得到國家自然科學(xué)基金、江西省自然科學(xué)基金及九江市人才項(xiàng)目等支持。團(tuán)隊(duì)長期聚焦于三葉木通等野生果樹的資源評價(jià)、馴化改良與綜合利用研究，本項(xiàng)成果標(biāo)志著其在植物資源高值化利用基礎(chǔ)研究方面取得重要進(jìn)展，為推進(jìn)三葉木通花的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。
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