人參屬植物中雙元素防禦反應示意圖
澳門大學中華醫藥研究院、中藥質量研究國家重點實驗室教授萬建波帶領的研究團隊聯合北京中醫藥大學和西南林業大學團隊，在中藥三七的植物化學防禦領域取得了重要的研究突破。研究首次發現中藥三七植物中存在由葡萄糖苷水解酶介導的雙元素植物防禦反應，將有助於理解人參屬植物如何抵抗病原菌入侵，並為綠色植物源農藥的開發提供思路。研究成果已發表於國際知名學術期刊Nature Communications 。
植物通過產生次生代謝產物來應對環境中的各種脅迫，從而適應環境，並在植物化學防禦中發揮重要作用。是次研究始於中藥三七葉質量控制研究中的意外發現，經過反覆驗證，研究團隊首次揭示了三七葉中存在位於葉綠體的新型β-葡萄糖苷水解酶和原人參二醇型皂苷組成的雙元素化學防禦系統。在生理條件下，β-葡萄糖苷酶和其底物在細胞中位於不同亞細胞結構。只有當植物受到病原真菌侵染時，病原菌釋放的胞外酶破壞了葉綠體結構的完整性，才會啟動這種防禦系統。啟動的水解反應會選擇性地切除二醇型皂苷上C-3位點的一個葡萄糖分子，水解產物具有更強效和更廣泛的抗植物致病菌活性。研究人員在人參屬其他重要的藥用植物人參和西洋參中，也發現了類似的雙元素防禦反應。這些發現為開發植物源性農藥提供了重要的啟示和研究思路，有望在人參屬中藥的種植過程中減少對化學農藥的依賴，從而為中藥研究和中藥材的可持續發展做出積極的貢獻。
是次研究的通訊作者為萬建波、北京中醫藥大學中藥學院研究員史社坡、西南林業大學教授何霞紅，共同第一作者為澳大博士後馬麗娟和北京中醫藥大學副研究員劉曉。研究得到澳門大學（檔案編號：MYRG2022-00020-ICMS）、澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號：0052/2022/A1和005/2023/SKL）、中藥質量研究國家重點實驗室開放課題（檔案編號：SKL-QRCM-OP23012）、天然藥物活性物質與功能國家重點實驗室開放基金（檔案編號：GTZK202203）、中國農業農村部（檔案編號：CARS-21）、雲南省重大科技專項（檔案編號：202204BI090003和202205AF150018）的資助。全文可瀏覽：https://www.nature.com/articles/s41467-024-44854-7。
