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黑枸杞（Lycium ruthenicumMurr.）是中国西部地区重要经济作物，富含黄酮和花青素在内的多种营养物质。研究发现黑枸杞具有提高人体免疫力、抗氧化、抗炎症及抗癌等多种保护人体健康的药用活性。同时，受种植地区环境变化的影响，不同产地的黑枸杞的代谢构成及药用活性具有显著差异。然而，决定黑枸杞药用代谢活性成份含量的环境因子及其潜在调控机制机制尚不清楚。因此，比较不同产地黑枸杞药用活性及其代谢构成，鉴定关键药用活性成分；同时，明确影响活性成分合成的关机环境因子，并解析活性成分合成调控机制，是生产中栽培获得高药用品质黑枸杞的基础。

本研究通过比较不同产地黑枸杞代谢成分发现，黑枸杞代谢构成及药用活性表现出显著的区域特异性。青海黑枸杞富含更高水平的黄酮类代谢物，并表现出较强的抗氧化、抗炎症及免疫促进活性。进一步结合各产地环境变化进行关联分析发现，青海黑枸杞黄酮代谢构成与种植地区的光照密切相关，说明黑枸杞黄酮代谢具有光响应特性。通过比较各黑枸杞代谢图谱发现，青海黑枸杞富含多种具有抗氧化、抗炎活性的黄酮代谢物，尤其是山奈酚-3-O-芸香糖苷 (K3R)和芦丁。体外活性分析发现，K3R和芦丁表现出较强的抗氧化、抗炎活性，被鉴定为黑枸杞药用活性的关键活性成分。进一步整合转录组和代谢组分析表明黄酮类代谢物在青海黑枸杞不同生长阶段均处于较活跃的状态。编码合成K3R和芦丁的基因LrCYP75B1、LrFLS、LrF3H和LrCHS在青海黑枸杞中的表达水平显著高于其他产地的黑枸杞中，并表现出光响应特征。通过构建黄酮代谢的共表达调控网络，鉴定转录因子LrMYB94 和LrWRKY32负责调控K3R和芦丁的合成。利用EMSA、Y1H、LUC和ChIP-qPCR等技术验证LrMYB94可分别结合在LrFLS、LrF3H和LrCHS启动子上，而LrWRKY32通过直接结合LrCYP75B1启动子激活芦丁的合成。过表达LrMYB94 和LrWRKY32可显著提高黑枸杞中K3R和芦丁的含量，并增强黑枸杞药用活性。同时，沉默LrMYB94和LrWRKY32有效阻碍光照对K3R和芦丁合成的诱导作用，降低黑枸杞药用活性。进一步研究发现，LrMYB94 可与LrWRKY32互作，增强LrWRKY32在LrCYP75B1启动子上的结合活性，有效促进黑枸杞中芦丁的合成及其药用价值。

综上所述，本研究阐明黑枸杞黄酮类药用活性成分合成的调控机制，明确光照为种植优质黑枸杞过程中的重要环境因子，为选育和栽培优质黑枸杞提供理论依据。

西北农林科技大学植物保护学院孙广宇教授、张荣教授和药学院王俊儒教授为论文共同通讯作者，西北农林科技大学植物保护学院已毕业博士生杜友伟和药学院已毕业博士生马慧娅为该论文的第一作者。西北农林科技大学博士生刘广利、贾宏辰、王双红、硕士生刘媛媛、兰宇、宁夏枸杞研究院赵建华教授等也参与了该项研究。本研究得到了国家自然科学基金、中国农业研究系统的资助。

原文链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19602

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