近日，揚州大學園藝與植物保護學院銀杏團隊王莉教授在Horticulture Research（一區，IF=6.793）和Industrial Crops & Products（一區，IF=5.645）連續發表了兩篇題為Rejuvenation increases leaf biomass and flavonoid accumulation in Ginkgo biloba和Integration of morphological, physiological and multi-omics analysis reveals the optimal planting density improving leaf yield and active compound accumulation in Ginkgo biloba的研究論文，并授權專利一項（一種提高銀杏葉片品質和采收效率的方法[CN109496656B]）。上述研究探明了截干復幼及高密度栽培技術在提高葉用銀杏生物量和類黃酮等藥用成分積累中的重要作用，建立了專用銀杏采葉圃的高效栽培技術，并進行了示范推廣。   　　銀杏葉含有類黃酮、萜內酯等藥用有效成分，是治療心腦血管等疾病的重要原材料，隨著人口老齡化，以及對健康的關注，國際市場對銀杏葉的需求量越來越大。然而，銀杏葉片藥用成份含量具有顯著的年齡效應，即1-5年生的幼樹葉片中類黃酮和萜內酯的含量高，5年以上樹齡的葉片中有效成分顯著下降，達不到藥典標準。年齡效應導致銀杏采葉期短、經濟效益低。因此，如何建立長期可持續利用的銀杏采葉圃，且有效提高采葉圃的產量和質量，是銀杏產業發展的亟需解決的瓶頸問題。   　　為了解決這一問題，銀杏研究團隊于2015年開始開展截干復幼技術研究，對5年銀杏樹進行不同高度的截干處理，留干高度分別為10 cm、35 cm、60 cm、85 cm、110 cm。研究發現截干可顯著促進樹干上隱芽萌發和新枝形成，萌發枝條的葉片葉裂加深，葉裂數顯著增加，葉片厚度和葉面積約為對照的2-2.5倍，葉片鮮重與干重達對照組的4-5倍，表明截干處理后，植株呈現幼態特征。連續兩年田間測產結果顯示，截干次年葉片產量開始大幅度增加。截干處理后的葉片總黃酮醇苷較未截干提高近20%，總萜內酯含量增加30%左右。通過UPLC-MS檢測到66個差異代謝物中51個在截干組中顯著上調，包括黃酮10種、黃酮醇13種、黃烷酮和兒茶素及其衍生物各4種、花青素5種，表明截干復幼有效增加了銀杏葉片中類黃酮等藥用成分的積累。   　　轉錄組與代謝組關聯分析鑒定到GbCHS（Gb_19002）可能作為核心基因參與類黃酮合成，進一步利用遺傳轉化等實驗，確定了GbCHS是銀杏類黃酮合成通路中的關鍵基因。截干后葉片中赤霉素含量明顯增加，赤霉素合成和信號通路被激活，且外源噴施GA3可促進GbCHS表達并提高類黃酮含量，表明截干處理內源赤霉素可能參與了植株復幼以及類黃酮的合成。以上研究揭示了截干處理可顯著促進銀杏植株復幼，改變內源激素水平，從而有效增加葉片生物量和類黃酮等藥用物質的積累。本研究的截干復幼技術不僅可用于銀杏專用采葉圃的建立，也為其它藥用植物的產量和藥用成份提高提供了生產技術上的創新方法。   　　該研究以題為Rejuvenation increases leaf biomass and flavonoid accumulation in Ginkgo biloba發表在Horticulture Research。我院青年教師路兆庚、碩士生朱李奎為論文共同第一作者，我院銀杏團隊王莉教授、北京林業大學林金星教授為該論文通訊作者。銀杏團隊博士生陸金凱、碩士生王璐等參與了本項研究。本研究得到了國家重點研發計劃、科技部林業重點專項、國家自然科學基金和中央財政林業科技推廣示范項目的資助。   　　此外，銀杏團隊研究發現適度密植可以提高銀杏葉產量和藥用有效成分含量。隨著種植密度的增大，株高增加，但植株側枝生長減弱，莖干直徑和根系體積變小，過高種植密度（HD）抑制植株生長，但中等密度（MD）對植株生長影響不顯著。連續兩年測產結果顯示，雖然隨著栽植密度的增大，單株葉片干鮮重降低，但葉片總產量顯著增加，增幅可達60%以上。   　　尤其，中度密植下葉片中總黃酮、黃酮醇苷含量均顯著上升。靶向代謝組學結果同樣顯示黃酮類、萜類等物質的含量在MD組大多呈現出上升趨勢，而在HD組大部分物質含量顯著下降，表明適當增大種植密度不僅提高了銀杏葉產量還促進了葉片中藥用有效成分的積累。進一步鑒定到類黃酮合成途徑中關鍵基因C4H、CHS、CHI在MD組顯著上調表達，而在HD組下調表達，相應的該通路上的柚皮素查爾酮、山奈酚、根皮素、二氫槲皮素和表阿夫兒茶精等黃酮類物質在MD中上升，而在HD中下降。上述研究結果表明銀杏種植中存在密度閾值，過高密度抑制了類黃酮等物質的合成，而適當提高種植密度可引起代謝通路中功能基因的上調表達促進類黃酮的積累，但其調控的分子機理仍需進一步深入研究。   　　該研究以題為Integration of morphological, physiological and multi-omics analysis reveals the optimal planting density improving leaf yield and active compound accumulation in Ginkgo biloba 發表在Industrial Crops & Products。博士生陸金凱為論文的第一作者，我院王莉教授為論文的通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃、科技部林業重點專項、國家自然科學基金和中央財政林業科技推廣示范項目的資助。   　　以上研究成果已在江蘇、湖北、遼寧、陜西等地推廣應用，建立了國內首個專用銀杏采葉圃，為葉用銀杏產業創新發展起到了推動作用。   　　文章鏈接：   　　https://doi.org/10.1093/hr/uhab018   　　https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.114055