云南农业大学杨生超团队在三七主根膨大分子调控方面取得进展

来源：顶尖植物科学研究

植物根膨大是一个受环境和发育因子影响的多基因协同调控进程。三七是我国名贵的中药材，主根作为三七皂苷类活性成分的主要积累器官，其膨大的分子机制并不清楚。

近期，云南农业大学杨生超团队发表在“BMC Plant Biology”名为“Comparative transcriptome and metabolome analyses provide new insights into the molecular mechanisms underlying taproot thickening inPanax notoginseng”的论文在探讨三七主根膨大的分子调控网络中取得了进展。该研究通过整合转录组学和代谢组学对一年生三七发育的4个关键阶段进行研究。

研究发现激素信号转导、糖淀粉代谢和苯丙烷合成代谢在三七主根膨大中被优势富集。其中，激素在主根膨大中起着多向性作用，涉及不同发育阶段多种激素的协同和拮抗调节。生长素主要在主根膨大早期发挥作用，而赤霉素通过拮抗脱落酸信号参与了主根的后期膨大。

转录因子主要介导主根早期膨大，并与激素信号调节密切相关。在主根发育起始阶段，蔗糖水解成果糖和葡萄糖用于快速膨大期的淀粉合成，驱动主根的快速膨大。由于蔗糖-淀粉代谢的优势进行，脂类和其他次生代谢产物（如木质素）被下调，从而有助于碳通量流向淀粉合成。

此外，研究也鉴定了编码RNase-like major storage protein, DA1-related protein, and Starch branching enzyme I 等酶的关键基因和苹果酸，精氨酸等物质可能在三七主根膨大进程中发挥关键作用。

云南农业大学博士研究生李雪娇为本文第一作者，杨生超教授和范伟副教授为本文的通讯作者。该研究得到国家重点研发计划和云南省重大科技专项的资助。

来源：药用植物研究前沿