《Plant Physiology and Biochemistry》：Multi-perspective Integration Reveals the Molecular and Microbiological Basis for Differences in the Biosynthesis of Phenylpropanoid-related Bioactive Compounds in Different Medicinal Parts of
Angelica sinensis (Oliv.) Diels
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研究人员通过整合多组学框架揭示了苯丙素类（phenylpropanoid）生物活性化合物在当归（Angelica sinensis）根尾部（ART）中的空间异质性与优先富集。关键的苯丙素类生物合成酶基因家族，包括苯丙氨酸解氨酶（PAL）、羟基肉桂酰辅酶A转移酶
研究人员通过整合多组学框架揭示了苯丙素类（phenylpropanoid）生物活性化合物在当归（Angelica sinensis）根尾部（ART）中的空间异质性与优先富集。关键的苯丙素类生物合成酶基因家族，包括苯丙氨酸解氨酶（PAL）、羟基肉桂酰辅酶A转移酶（HCT）和肉桂醇脱氢酶（CAD），在ART中表现出显著升高的表达。ART富集的苯丙素类相关代谢物形成了具有抗血栓和抗炎活性的多靶点网络，并得到分子对接支持。中介分析表明，ART中上调的基因正向调控代谢物并介导真菌的影响，为质量控制提供了框架。
当归（Angelica sinensis (Oliv.) Diels）是传统活血化瘀中药，其干燥根按解剖连续结构分为根头（ARH）、根身（ARB）和根尾（ART），传统医学认为三者分别具有止血、补血和活血化瘀等不同功效。现代化学与药理学研究虽已证实不同部位成分和活性存在差异，但转录层面的精细调控网络、苯丙素类生物合成关键分支酶的空间分配机制以及微生物参与作用仍不明确。为此，研究人员将ARH、ARB和ART视为沿根轴的连续转录梯度，整合多组学策略，系统解析苯丙素类相关生物活性化合物空间异质性的分子与微生物学基础。
研究人员利用转录组测序、代谢组学、基因家族分析、网络药理学、分子对接、内生真菌群落分析和中介回归分析，揭示了ART是苯丙素类富集的核心部位，其关键酶基因表达上调、代谢物积累增加，并与抗血栓、抗炎靶点形成关联网络；同时发现内生真菌可能通过影响宿主基因表达而间接调控代谢物积累。这一研究为当归药用部位精准利用和质量控制提供了科学依据，也为药用植物空间代谢异质性研究提供了可推广的整合策略。
关键技术方法包括：研究人员于2023年9月在甘肃岷县海拔2660米处采集道地当归新鲜根，按形态分为三部分，每部分约100克。主要方法有：RNA提取与Illumina NovaSeq 6000转录组测序；LC-Q-TOF MS正负离子模式非靶向代谢组学；基于HMM搜索和Pfam结构域鉴定的基因家族分析；SwissADME、SwissTargetPrediction、STRING及Cytoscape网络药理学分析；AutoDock Tools分子对接；ITS扩增子测序分析内生真菌；R中基于PCA提取潜变量的中介回归路径分析。
3.1 当归根不同药用部位间的转录差异及DEG图谱
转录组测序共获得51.57 Gb clean data，鉴定出6497个差异表达基因（DEGs）。ART与ARH比较中DEGs最多（4717个），且同部位生物学重复间相关性>0.9，表明三个药用部位间转录组存在显著空间分化，ARH与ART差异最大。
3.2 不同药用部位苯丙素类生物合成途径的差异基因表达模式
KEGG富集显示ART高表达基因显著富集于苯丙素类生物合成途径，而ARH和ART均富集于植物-病原互作途径。苯丙素途径
