2025年9月，我院教师王坚以唯一通讯作者（第一单位重庆医科大学，第二单位重庆中医药学院）在International Journal of Molecular Sciences（IF=4.9；JCR 1区，中国科学院3区）发表如题论文。2026届硕士研究生罗捷为该论文的第一作者，文章链接地址 https://www.mdpi.com/1422-0067/26/18/9034。
文章首次报道了源自中国云南省大理白族自治州弥渡县的特色药食两用香橼品种 Citrus medica cv. ‘Siji’，该品种为当地主产的优质资源。香橼作为传统中药材，具有疏肝理气、和中化痰的功效，可用于治疗肝胃气滞所致的胁肋胀痛、脘腹痞满、呕吐噫气，以及痰多咳嗽等症状。香橼果皮中富含精油，能够散发出独特且持久怡人的香气，常作为天然香料。最新的研究表明，香橼果皮精油具有抗菌，抗氧化，抗炎，抗糖尿病等药理活性，其中果皮精油中富含的萜类成分是重要的植物天然生物活性成分的来源之一。为促进我国香橼资源的利用，作者开展了此项研究。
文章系统分析了该香橼果实在三个发育时期（果实膨大期，转色期，成熟期）中果皮精油的成分组成及含量变化，通过GC-MS共鉴定出91种化学成分。结果表明γ- 萜品烯和 D-柠檬烯为该果皮精油中含量最高的化合物，占比分别为12.91%-20.30%和8.68%-12.05%。萜类是香橼果皮精油的优势化合物类别，但其在果实成熟过程中占比逐渐下降：从95.60%下降至87.72%；醇、醛、酮、酯类化合物的种类数量及含量则随果实发育进程逐渐增加；文章还通过Rlimma差异分析揭示了发育阶段中19种主要的差异萜类代谢物。文章重点关注于萜类化合物，详细描绘了柑橘属植物香橼萜类次生代谢产物的化学轮廓动态图谱，为香精香料产业、医药、食品产业提供了化学物质基础理论依据，促进并加速香橼这一宝贵植物天然产物资源的合理开发和利用。
越来越多的研究表明，萜类等植物次生代谢成分的生物合成受到萜类合酶基因及转录因子的联合调控。实验人员利用RNA-seq等转录组学技术，建立了香橼无参转录组数据库，从香橼果皮转录组学层面研究了三个发育时期中基因的表达变化，构建并描绘了香橼果皮基因的动态轮廓图谱。香橼果皮转录组学研究共获得了多达98761条高质量的基因序列信息（该基因组信息已上传至NCBI-美国国家生物技术信息中心的TSA (Transcriptome Shotgun Assembly 转录组测序组装)及SRA (Sequence Read Archive 序列读取档案库) 数据库,并可公开获取（Bioproject登录号：PRJNA1314466；TSA数据库登录号：GLIT01000000）。并从中鉴定出包括57个家族在内的1645个TFs，并进一步通过DEseq2差异分析表明，在三个发育阶段中共有10238条基因差异表达，其中包括256条与已知的植物萜类合酶基因高度相似的TPS基因及656个TFs。通过WGCNA（Weighted Gene Co-Expression Network Analysis, 加权基因共表达网络分析）获得了5个具有相似表达模式的基因集合，5个模块的基因明显富集呈现出一定的生物功能分离特征。最后结合转录组学及代谢组学spearman相关性分析，最终获得了10个显著相关的基因-代谢物对，并发现其中有7条基因与单萜橙花醇（nerol）的合成高度相关，并可能受到了分别来自2个不同家族转录因子的调控，其中C2H2（Cysteine2-Histidine2 半胱氨酸2 - 组氨酸2）家族转录因子CmC2H2-tf呈正向调控，FAR1 (Far-red elongated hypocotyls 1 远红光下的细长胚轴 1) 家族转录因子CmFAR1-tf则呈现负向调控。
该研究进一步挖掘并丰富了植物萜类次生代谢产物的生物合成基因调控网络知识、为相关的研究提供了新的见解，并为药用植物的品质改良、功能成分调控、萜类生物活性成分的生物合成及代谢工程等提供丰富的生物信息及理论基础依据。随着对植物来源高价值天然产物需求的不断增长，相关科研人员已投入大量精力以提高植物次生代谢物的产量。研究天然产物合成的遗传调控关系，是提高植物代谢物含量的有效途径。文章揭示了柑橘属植物次生代谢物合成过程中的变化规律，进一步完善基于合成生物学的合成技术与结合分子生物学的育种技术的策略，加速植物来源高价值天然产物资源的开发利用。该研究得到了重庆市自然科学基金创新发展联合基金项目（柑橘属中药材挥发油标识物抗氧化活性构效关系研究 CSTB2023NSCQLZX0046）的资助。
图1. 论文构思与实验流程
图2. 实验所用香橼
撰稿：王坚
审核：王帆