華南植物園發現氫水種植可提高五指毛桃有效成分含量
五指毛桃是中國嶺南地區常見的一種食藥同源植物，民間常用于治療脾虛、肺結核、虛弱、風濕、盜汗、無乳癥等疾病。在廣東地區，民間常用五指毛桃的根煲湯，稱之為“南芪”，或譽為“廣東人參”。五指毛桃是以粗葉榕(Ficus hirta Vahl)的根為藥材，主要分布在我國廣東、廣西、江西、福建、云南、中國香港和東南亞國家。從五指毛桃中分離鑒定出的化合物主要有香豆素、黃酮類化合物和揮發油。現代藥理學研究表明，這些化合物具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤等作用。由于市場需求旺盛，野生資源逐漸枯竭，五指毛桃也逐漸開始了規模化種植。
由于中草藥的主要藥效成分通常是植物次生代謝產物，而脅迫條件可以促進植物次生代謝產物的積累，次生代謝產物的積累可以提高植物的抗逆性。因此，提高植物抗逆性的措施有望促進植物次生代謝產物的積累，從而提高中草藥的道地品質。華南植物園曾紀晴博士是最早研究氫氣植物學效應的學者之一，發現氫氣參與植物激素信號傳導和逆境響應，促進植物生長發育和提高抗逆性，率先提出了減少化肥和農藥的使用，保障生態安全與食品安全的“氫農業”概念。為了探索氫農業在中草藥種植方面的應用前景，曾紀晴博士與于慧研究員合作進行了五指毛桃的氫水種植實驗研究，采用LC-ESI-MS/MS和RNA-seq技術分析了氫水種植五指毛桃代謝組和轉錄組變化。
結果表明，氫水種植顯著提高了五指毛桃有效成分的含量，其中柚皮苷（naringin）、佛手柑（bergaptol）、橙皮苷（hesperidin）和苯并呋喃類化合物（benzofuran）等的含量分別提高了3.05倍、2.28倍、2.25倍和2.19倍。這些五指毛桃的主要活性成分為黃酮類化合物和香豆素類化合物，由苯丙烷類生物合成途徑合成。結合RNA-seq獲得的轉錄組數據，發現苯丙烷類生物合成和代謝可能是氫水影響的主要代謝途徑。此外，研究還發現氫分子可能調控與植物激素信號轉導、抗逆性和次生代謝產物合成相關的轉錄因子基因的表達。本研究為了解氫氣的植物效應機制提供了重要線索和證據，為氫農業在中草藥栽培中的應用提供了理論依據。
相關研究成果近期以特邀稿件發表在國際期刊Plants（2022, 11(5), 602）的專刊上。這是國際期刊首次以專刊的形式展示氫氣植物學研究領域的最新進展，標志著氫氣植物學的研究已經受到國際學術界廣泛關注。文章鏈接：https://doi.org/10.3390/plants11050602
