广陈皮道地性成因研究取得新突破
陈皮药材分为“陈皮”和“广陈皮”，其中广陈皮特指产自广东新会地区的芸香科茶枝柑（Citrus reticulata ‘Chachi’）果皮，是广东省首批立法保护的八大岭南中药之一。黄酮类和萜烯类化合物是广陈皮的主要功效成分，在品质评价与临床疗效中具有关键作用。
新会陈皮为中国药典认定的广陈皮道地药材，被誉为陈皮中的“正品”，其品质显著优于其他产区产品。尽管药用植物活性成分的合成受遗传、气候、土壤养分及根系微生物等多因素调控，但广陈皮道地性形成的生物学机制尚不清晰，尤其是在相同遗传背景下，土壤与微生物如何影响药用成分积累仍缺乏系统研究。
茶枝柑果实（左）和广陈皮（右）
2023年3月28日，华南农业大学与华大生命科学研究院合作在国际期刊《Microbiome》发表题为“Soil conditions and the plant microbiome boost the accumulation of monoterpenes in the fruit of Citrus reticulata ‘Chachi’”的研究论文。该研究通过整合植物转录组、代谢组与宏基因组等多组学技术，揭示了新会道地产区特殊土壤环境与根系微生物组协同促进广陈皮单萜类活性成分合成与积累的分子机制。
多组学解析“土壤—微生物—基因”互作机制
研究团队采集了来自广东新会（道地产区）以及惠州、台山和广西玉林（非道地产区）共7个果园的土壤、根系微生物及根、叶、果样本，系统分析“土壤养分—根系微生物—品质成分”之间的内在关联，从植物基因表达、土壤理化性质与根系微生物组成三个维度探究广陈皮品质形成机制。
图1. 茶枝柑样本采集示意图
道地产区果皮单萜含量显著更高
道地产区相关基因高表达且与单萜积累正相关
转录组分析发现，萜类合成、盐胁迫响应及免疫反应相关基因在道地产区的根、叶、果实中均呈高表达状态，且这些基因表达水平与7种单萜含量显著正相关（见图3）。此外，道地产区根部与生物和非生物胁迫相关的基因数量更多，提示其土壤环境中存在独特的生物（如微生物组成）与非生物因子（如养分、盐度）特征。
特殊土壤环境促进单萜合成
根系微生物调控单萜合成机制获证实
通过微生物—单萜成分关联分析，研究鉴定出多个与单萜含量显著相关的根际与根内微生物类群。合成菌群实验进一步验证：来源于根际的链霉菌Strep-4可通过诱导植物系统性抗性促进单萜合成；而加入根内共生沙雷氏菌Serra-11后，能显著增强该效应。基因组分析显示，Serra-11具备直接合成单萜前体的能力，为宿主提供中间产物，协同提升单萜积累水平（见图4）。
“三水融通”造就独特生态条件
研究成果为中药材高质量发展提供科学支撑
