本网讯 近日，我校中药资源生态学创新团队在药用植物遗传转化领域取得了系列突破性进展，建立了艾叶、半夏、白前、菊花等多个道地药材的遗传转化体系，为药用植物的基因功能解析、活性成分生物合成及抗病分子育种等研究提供了有力的技术支撑。
在艾叶研究方面，团队首次建立了艾愈伤组织遗传转化体系，转化效率高达60%以上，并实现了甜菜红素和甜菜黄素的高效生产，建立了艾愈伤组织细胞悬浮培养体系，细胞鲜重在第20天左右可达146.98 g/L。其中异绿原酸A的含量约为艾叶原植物的258.92倍。团队进一步建立了艾的毛状根遗传转化体系，诱导效率高达83%，并通过转化AYFOMT2基因，使异泽兰黄素含量显著增加。这些研究为艾叶药用成分的工业化生产及活性成分生物合成途径研究奠定了坚实基础。研究成果分别发表于Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)杂志，International Journal of Biological Macromolecules杂志，并申报3项国家发明专利。
图1 艾愈伤组织悬浮培养体系及遗传转化体系建立
图2 艾毛状根遗传转化体系建立及AYFOMT2基因功能研究
在半夏研究中，团队突破了单子叶植物遗传转化困难的瓶颈，建立了高效的遗传转化和再生体系，转基因植株阳性率高达70%。通过转录组分析挖掘到抗病关键基因PtPTA和感病关键基因PtDLO1，相关发现为半夏抗病分子育种提供了理论依据。研究成果发表于Plant Physiology and Biochemistry杂志，并申报国家发明专利。
图3 半夏遗传转化体系建立
在柳叶白前研究方面，团队成功诱导了柳叶白前的毛状根，并建立了遗传转化体系，相关发现为利用毛状根生产其他活性成分提供技术支撑。研究成果发表于Journal of Biotechnology杂志，并申报国家发明专利。
图4 柳叶白前毛状根代谢组学与柳叶白前毛状根遗传转化体系建立
此外，团队还建立并优化了艾、柳叶白前和菊花的无需组培遗传转化体系，通过机械损伤和物种适配的农杆菌菌株筛选，显著提高了转化效率。该技术无需无菌操作且不受基因型限制，具有重要应用前景。研究成果发表于Medicinal Plant Biology杂志，并申报国家发明专利。
图5 艾、白前、菊花无需组织培养的遗传转化
该系列研究由药学院博士后罗鸣，博士研究生徐荣、张婧怡、彭赛男和硕士研究生李宇琨为第一作者，药学院刘大会教授和苗玉焕副教授为论文共同通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家中药材产业技术体系黄冈综合试验站专项、湖北省自然科学基金等项目支持。
相关论文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s11240-025-03032-3; https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S014181302504989X?via%3Dihub; https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0981942825006254?via%3Dihub;
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168165625000409?via%3Dihub;
