人参属植物中双元素防御反应示意图
澳门大学中华医药研究院、中药质量研究国家重点实验室教授万建波带领的研究团队联合北京中医药大学和西南林业大学团队，在中药三七的植物化学防御领域取得了重要的研究突破。研究首次发现中药三七植物中存在由葡萄糖苷水解酶介导的双元素植物防御反应，将有助于理解人参属植物如何抵抗病原菌入侵，并为绿色植物源农药的开发提供思路。研究成果已发表于国际知名学术期刊Nature Communications 。
植物通过产生次生代谢产物来应对环境中的各种胁迫，从而适应环境，并在植物化学防御中发挥重要作用。是次研究始于中药三七叶质量控制研究中的意外发现，经过反复验证，研究团队首次揭示了三七叶中存在位于叶绿体的新型β-葡萄糖苷水解酶和原人参二醇型皂苷组成的双元素化学防御系统。在生理条件下，β-葡萄糖苷酶和其底物在细胞中位于不同亚细胞结构。只有当植物受到病原真菌侵染时，病原菌释放的胞外酶破坏了叶绿体结构的完整性，才会启动这种防御系统。启动的水解反应会选择性地切除二醇型皂苷上C-3位点的一个葡萄糖分子，水解产物具有更强效和更广泛的抗植物致病菌活性。研究人员在人参属其他重要的药用植物人参和西洋参中，也发现了类似的双元素防御反应。这些发现为开发植物源性农药提供了重要的启示和研究思路，有望在人参属中药的种植过程中减少对化学农药的依赖，从而为中药研究和中药材的可持续发展做出积极的贡献。
是次研究的通讯作者为万建波、北京中医药大学中药学院研究员史社坡、西南林业大学教授何霞红，共同第一作者为澳大博士后马丽娟和北京中医药大学副研究员刘晓。研究得到澳门大学（檔案编号：MYRG2022-00020-ICMS）、澳门特别行政区科学技术发展基金（檔案编号：0052/2022/A1和005/2023/SKL）、中药质量研究国家重点实验室开放课题（檔案编号：SKL-QRCM-OP23012）、天然药物活性物质与功能国家重点实验室开放基金（檔案编号：GTZK202203）、中国农业农村部（檔案编号：CARS-21）、云南省重大科技专项（檔案编号：202204BI090003和202205AF150018）的资助。全文可浏览：https://www.nature.com/articles/s41467-024-44854-7。
