层压与嫁接对柑橘黄酮合成的影响机制：多组学揭示CRC中黄酮类化合物的调控网络

本研究针对广东陈皮主要来源——柑橘'Chachi'(CRC)在层压和嫁接两种繁殖方式下黄酮合成差异的科学问题，通过多组学分析揭示了异源嫁接(C. limonia砧木)显著提升CRC果皮中橙皮苷(hesperidin)、川陈皮素(nobiletin)等6种黄酮含量的分子机制。研究发现茉莉酸甲酯(MeJA)诱导的转录因子CrcMYBF1通过激活Crcl,6RhaT基因表达促进橙皮苷生物合成，为优质药用陈皮的生产提供了理论依据。该成果发表于《Horticulture Research》，对柑橘栽培和药用成分调控具有重要指导意义。

　　

柑橘作为重要的药用和食用植物，其干燥果皮——陈皮在亚洲有着悠久的应用历史。其中，源自柑橘'Chachi'(CRC)的广东陈皮更是备受推崇。然而，陈皮的质量与其繁殖方式密切相关，传统认为层压繁殖的陈皮品质优于嫁接繁殖，但其中的科学依据一直不明确。更关键的是，作为陈皮主要活性成分的黄酮类化合物（包括橙皮苷hesperidin、川陈皮素nobiletin等）在不同繁殖方式下的积累规律及其调控机制尚属空白。这些问题严重制约了优质陈皮的标准化生产。

针对这一科学难题，华南农业大学药用植物研究中心的研究团队在《Horticulture Research》发表了重要研究成果。他们采用多组学联合分析策略，系统比较了层压、自嫁接和异源嫁接（以C. limonia为砧木）三种繁殖方式下CRC果皮在青皮期(CRCV)和微红皮期(CRCR)的黄酮合成差异，并深入解析了其分子调控机制。

研究团队首先运用非靶向代谢组学技术分析了不同繁殖方式下CRC果皮的代谢物谱，结合高效液相色谱(HPLC)对6种主要黄酮化合物进行定量检测。通过转录组测序(RNA-seq)获取基因表达谱，并采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)挖掘关键调控模块。在机制研究方面，运用酵母单杂交(Y1H)、双荧光素酶报告系统、电泳迁移率实验(EMSA)等技术验证了转录因子与靶基因的互作关系，并通过瞬时过表达和病毒诱导基因沉默(VIGS)进行功能验证。

研究结果部分，代谢组学分析显示：

1. 在CRCV和CRCR两个采收期共鉴定出520-544种代谢物，其中黄酮类占比最高。异源嫁接显著提高了橙皮苷、川陈皮素、橘皮素等6种黄酮含量。

1. 转录组分析发现嫁接CRC中黄酮合成通路基因显著上调，特别是与橙皮苷合成相关的Crc1,6RhaT基因表达与黄酮含量呈强正相关。

2. 共表达网络鉴定出297个枢纽基因，其中74个为转录因子。通过酵母单杂交筛选发现R2R3-MYB家族成员CrcMYBF1能特异性结合Crc1,6RhaT启动子。

1. 功能验证表明CrcMYBF1通过识别Crc1,6RhaT启动子的5'-ACC(A/T)A(A/C)-3' motif激活其表达，且该过程受MeJA显著诱导。瞬时过表达CrcMYBF1使橙皮苷含量提高30%，而基因沉默则导致含量下降40%。

2. 激素信号分析揭示茉莉酸信号通路关键基因Cs1g17220和Cs2g03240与CrcMYBF1表达高度相关，解释了异源嫁接中黄酮积累增强的机制。

这项研究首次系统阐明了繁殖方式影响柑橘黄酮合成的分子机制，特别是揭示了MeJA-CrcMYBF1-Crc1,6RhaT调控轴在橙皮苷生物合成中的核心作用。研究不仅为优质药用陈皮的生产提供了理论依据（推荐以C. limonia为砧木进行嫁接繁殖），也为其他药用植物的品质改良提供了范例。该成果对推动柑橘产业高质量发展和中医药现代化具有重要意义。