CGM第604期：基于植物干细胞探索人参品质形成机制及产业化应用研究
人参的再生能力怎样与皂苷生产相联系？从干细胞调控、化感作用到愈伤组织，报告连接药材形态品质、连作障碍与细胞培养中的分子机制。
刘娟
中国中医科学院中药资源中心 · 研究员
入选科技部重点青年科技人才、国家中医药管理局高水平中药鉴定学重点学科后备学科带头人，道地药材品质保障与资源持续利用全国重点实验室青年PI。2015年于中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所获医学博士学位，同年就职于中国中医科学院中药资源中心，历任助理研究员、副研究员、研究员。主要从事名贵中药材品质研究及可替代开发研究，主持国家自然科学基金面上项目等累计16项，以第一/通讯作者在Nat Commun、Plant Biotechnol J、《中国科学》等期刊上发表论文56篇。申请国家发明专利18项，其中授权9项；获得国家科技进步二等奖、中国中西医结合学会科学技术二等奖、“第四届全国研究生植物次生代谢主题Poster大赛”优秀指导教师奖；担任中国中医药出版社“十三五”规划教材《分子生药学》学术秘书，人卫出版社“十三五”规划教材《分子生药学》编委、中国中医药出版社“十五五”规划教材《药用植物学》编委等。
人参为中药的“百草之王”，自然条件下可以存活几十年甚至上百年，体现其较强的再生能力与环境适应能力。本课题组以植物干细胞为切入点，探索山参形成“枣核艼”、“长脖芦”及“须灵”的生物学本质，为阐述优质人参形成机制提供新视角。在此基础上，进一步关注了人参产业中的连作障碍与细胞生产问题，研究发现：老山参中富含的姜状三七皂苷R1可造成植物化感作用，机理为植物干细胞网络中的生长素转运受阻和活性氧清除功能的减弱；获得了具有不同再生能力和皂苷谱的人参胚性与非胚性愈伤组织，阐明人参胚性愈伤组织再生和其皂苷代谢区室化的机制，为创新组织培养体系和优化人参皂苷生产提供了分子基础。
参考文献
- Juan Liu, Ning Zhai, Shiyi Zhang, Yosuke Tamada, Tonghui Li, Linfan Zhang, Tong Chen, Chenglin Wang, Jian Yang, Jiaqi Gao, Xiang Li, Junhui Zhou, Yonghong Zhang, Yu Liu, Yuan Wang, Jiří Friml, Eva Benková, Chen Li, Lin Xu, Luqi Huang. Single-cell analyses identify the ginseng embryonic protoderm as a native compartment for high-efficiency ginsenoside production. Nature Communications. 2026;17(1):7994. DOI: 10.1038/s41467-026-74881-5
- Xinjie Yang, Yihan Ye, Weipeng Lian, Xiang Li, Jian Yang, Yonghong Zhang, Lei You, Lanlan Zheng, Yun Zhu, Jiří Friml, Eva Benková, Chen Li, Luqi Huang, Juan Liu. Panax -derived Zingibroside R1 exerts allelopathic effects on root architecture by modulating the auxin transport pathway and oxidative stress responses. Horticulture Research. 2026:uhag185. DOI: 10.1093/hr/uhag185
- Weipeng Lian, Linfan Zhang, Chenglin Wang, Shiqi Wu, Shan He, Jinlin Lei, Yonghong Zhang, Lei You, Lanlan Zheng, Xiangyin Luo, Zhengxiu Ye, Ziyao Hu, Guodong Wang, Yun Zhu, Chen Li, Juan Liu. Systematic identification and functional analysis of root meristem growth factors (RGFs) reveals role of PgRGF1 in modulation of root development and ginsenoside production in Panax ginseng. International Journal of Biological Macromolecules. 2024;274:133446. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.133446
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- 刘娟, 李琛, 张勇洪, 蒋超, 刘春生, 黄璐琦. 中药资源再生的研究进展与发展战略思考. 中国科学：生命科学. 2023;53(9):1274-1286. DOI: 10.1360/ssv-2023-0073
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