《Journal of Agriculture and Food Research》：Role of NO
3-/NH
4+ ratio and humic substances in modulating photosynthetic pigments and improving essential oil quantity and quality of
Melissa officinalis L.
编辑推荐：
本研究针对如何优化药用植物柠檬香蜂草（Melissa officinalis L.）活性成分生产的需求，探讨了不同NO3-/NH4+比例（25/75、50/50、75/25）和腐植酸浓度（0-60 mg L-1）对其形态生理特性及精油成分的调控作用。结果表明，50/50比例结合40-60 mg L-1腐植酸可显著提升植株生物量和光合色素含量，而75/25比例配合高浓度腐植酸能使关键单萜成分（香叶醛、橙花醛、香茅醛）含量提升至47.8%、33.2%、7.7%。该研究为通过营养调控策略提高柠檬香蜂草精油药用价值提供了理论依据。
在天然药物研发浪潮中，柠檬香蜂草（Melissa officinalis L.）因其富含具有镇静、抗焦虑活性的精油成分而备受关注。然而，其精油产量和化学成分易受栽培条件影响，特别是氮素形态和有机添加剂的调控作用尚未明确。传统大田种植面临土壤退化、重金属污染等挑战，而水培系统通过精准控制营养元素为优化药用植物品质提供了新思路。
为解析氮素形态与有机增效剂的协同效应，乌尔米亚大学的Mina Ebrahimi团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表研究，通过三因素实验设计（NO3-/NH4+比例25/75、50/50、75/25；腐植酸0-60 mg L-1），系统评估了这些因子对柠檬香蜂草生长生理及精油成分的调控机制。
研究采用水培实验体系，以珍珠岩-椰糠混合基质培育柠檬香蜂草幼苗，通过改良霍格兰营养液精确调控氮素形态比例。关键实验技术包括：光合色素含量测定（采用Lichtenthaler法）、水蒸气蒸馏法提取精油、气相色谱-质谱联用技术分析精油化学成分，并结合主成分分析和聚类分析等统计方法解析成分关联性。
3.1 植物生长特性
研究发现50/50氮素比例与40 mg L-1腐植酸组合使地上部长度达到最大值47.7 cm，而25/75比例在不添加腐植酸时获得最佳根长（38.3 cm）和根干重（5.3 g）。表明铵盐优势促进根系发育，硝酸盐优势则利于地上部生长。
3.2 光合色素
50/50氮素比例与60 mg L-1腐植酸处理使叶绿素a、b、总量及类胡萝卜素分别达到2.23、0.98、3.32和0.65 mg g-1鲜重。平衡的氮素形态配合腐植酸可显著增强光合同化能力，为精油合成提供前体物质。
3.3 精油百分比和产量
75/25比例与60 mg L-1腐植酸使精油百分比最高达1.04%，而50/50比例与同等腐植酸浓度下精油产量最大（9.30 ml m-2）。表明高硝酸盐比例提升精油合成效率，但适度比例更利于生物量积累。
3.4 精油成分
GC-MS鉴定出26种成分，其中香叶醛（47.8%）、橙花醛（33.2%）和香茅醛（7.7%）为主要成分。75/25氮素比例与高浓度腐植酸显著提升这三种单萜含量，聚类分析显示它们具有共同生物合成途径。
3.5 多元统计分析
主成分分析显示两个主成分累计解释71.1%的变异，相关性分析证实主要单萜间存在极显著正相关（r=0.95-0.97），印证了其代谢途径的协同调控特性。
本研究通过氮素形态与腐植酸的协同调控，成功提升了柠檬香蜂草精油产量与品质。特别发现高硝酸盐比例（75/25）配合60 mg L-1腐植酸可使关键药效成分（香叶醛、橙花醛、香茅醛）提升至最高水平。该策略不仅为柠檬香蜂草的标准化栽培提供理论支撑，更为其他药用植物的品质改良提供了可借鉴的氮素管理范式。未来研究可进一步解析氮素信号通路与萜类合成关键酶的调控网络，为代谢工程育种提供新靶点。
