近日，植物科学领域著名杂志Plant Biotechnology Journal在线发表了国家中药材产业技术体系、医学部药学院中药生物技术团队研究论文“Single-cell sequencing and mass spectrometry imaging reveal the multicellular compartmentalization map of plant triterpenes: A ginsenoside in Panax ginseng example”。
在植物中，天然产物生物合成途径通常具有时空分布的特性，揭示其多细胞区室化图谱对植物代谢工程和生物育种具有重要意义。尽管植物三萜是一种重要的活性化合物，但尚未有关于其生物合成区室化的报道。本研究首次以人参皂苷为例，揭示了植物三萜类化合物的多细胞区室化图谱。研究利用质谱成像技术揭示了人参皂苷主要分布在根木栓层、茎表皮和叶上表皮。采用单细胞测序对10种细胞类型进行注释，拟时序分析表明：人参叶片由叶肉细胞逐渐发育为束鞘和表皮。多细胞区室化图谱表明：人参叶片中人参皂苷生物合成起始于叶片下表皮保卫细胞，经过叶肉细胞中栅栏组织，最终大多数人参皂苷主要存在于叶片上表皮，通过对表皮进行代谢工程进一步提高了稀有皂苷含量。本研究为植物组织细胞水平调控提高活性天然产物产量提供了示范。
医学部药学院硕士研究生王如冰、张璐瑶为论文共同第一作者，天津大学医学部药学院高文远教授、王娟教授、中国中医科学院中药研究所郭兰萍研究员为该研究工作共同通讯作者。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70198
人参皂苷区室化生物合成图谱
