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科研成果

林学与园林学院尹冬梅团队揭示了水培提高药用植物安全性及生物量的研究机制

点击数: [] 更新日期:2024年08月05日 19:34

本网讯 近日,SCI收录中科院一区期刊《Industrial Crops & Products》(影响因子6.449)发表了一项创新研究,题为《Hydroponic Cultivation Enhances Biomass and Medicinal Safety of Houttuynia cordata Thunb: An Integrated Physiological and Multi-Omics Analysis》(通过生理和多组学技术分析揭示水培提高鱼腥草生物量和药用安全的作用机制)。该研究由林学与园林学院尹冬梅教授团队完成,通过多组学研究等技术,揭示了水培栽培系统在提高鱼腥草(Houttuynia cordata Thunb)生物量的同时,降低了苯类污染物累积的研究机理。

鱼腥草(Houttuynia cordata Thunb)是重要的药食同源植物,作为中国传统医学中的重要药用植物,已被证实具有抗病毒、抗癌和抗炎等多种药效。然而,该植物在自然环境中往往因重金属污染而影响其药用安全性。随着市场对鱼腥草的需求增加,传统的土壤栽培方式面临着土壤退化和环境污染的挑战。因此,本研究探索更安全、更环保的栽培技术,以保障鱼腥草的药用安全性及其可持续生产。

本研究采用了无土栽培的方法,具体为水培和固体基质(沙和泥炭)栽培。通过转录组学(RNA-seq)、代谢组学(Metabolomics)以及常规的生理生化分析,研究团队对比了不同栽培条件下鱼腥草的生长发育、生物量、代谢物质和基因表达的差异。

研究结果表明,与传统土壤栽培相比,水培栽培的鱼腥草显示出了更高的生物量和更低的重金属及苯类污染物累积。特别是,水培条件下的鱼腥草在氮代谢和光合作用相关基因的表达上有显著提高,同时,一氧化氮(NO)的含量也显著增加,这些因素共同促进了鱼腥草的生物量积累。

此外,多组学数据揭示了水培对鱼腥草代谢途径的深远影响,尤其是在提高植物对氮的吸收和利用,以及增强光合作用效率方面。研究还发现,水培栽培显著降低了鱼腥草体内苯及其衍生物的积累,从而减少了这些有害物质对人体健康的潜在风险。

研究显著推动了药用植物栽培技术的进步,为解决传统土壤栽培中存在的环境和安全问题提供了创新解决方案。该研究的成功实施,不仅增强了鱼腥草的生物量和药用安全性,还展示了科学研究如何助力传统药材现代化生产的潜力。

本研究的成果为鱼腥草的产业化生产提供了理论基础和技术指导,同时,也给其他药用植物的环保生产模式提供了借鉴。基于这些研究成果,未来可进一步探索不同营养液配方对鱼腥草生长的影响,优化水培系统的设计,以实现更高效率和更广泛的应用。

林学与园林学院尹冬梅教授课题组主要研究方向为园林植物种质资源收集、评价与创新利用,针对功能花卉特别是菊花的食用、药用、茶用等以及萱草、鱼腥草等进行种质资源创新与新品种选育、植物逆境生理与分子生物学。(图文/尹冬梅 编辑/胡先业 预审/夏利明 审/江正君


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