近日，华南农业大学药用植物研究中心吴鸿教授团队在《Advanced Science》（中科院一区Top期刊，影响因子14.1）在线发表题为“Bacteria and Fungi Synergistically Reprogram Flavonoid Metabolites in the Pericarp of Citrus Reticulata ‘Chachi’During Storage”的研究论文。该研究通过微生物组、代谢组大数据分析，并结合微生物发酵和酵母表达体系验证，揭示了“真菌（Aspergillus）- 细菌（Bacillus）”跨界协同作用通过两步酶促反应将川陈皮素（Nobiletin）转化为橘皮素（Tangeretin）的分子机理，为陈皮“陈久者良”的科学内涵提供了微生态学解释，并为中药材陈化过程的定向调控提供了新策略。
这是该团队在新会陈皮道地性形成机制研究领域取得的又一重要成果。新会陈皮(广陈皮)是广东最富盛名的道地药材，新会、新会和新会陈是其道地性保障的三把锁。新会即茶枝柑是新会陈皮药材的基原植物。该团队于2024年5月11日在《Nature Communications》（中科院一区Top期刊，影响因子15.7 ）发表论文(高被引论文)公布了茶枝柑高精度基因组信息，通过与其他柑橘植物比较，茶枝柑多甲氧基黄酮合成酶OMT基因家族显著扩张，并首次构建了7-甲氧基黄酮合成代谢通路。研究首次揭示出“新会”茶枝柑合成积累更丰富多甲氧基黄酮的遗传学特征。茶枝柑在新会有数百年种植历史，新会地区三江交汇，咸淡水冲积形成的土壤环境赋予了“新会茶枝柑”特殊的药用价值。该团队于2023年3月28日在《Microbiome》（中科院一区Top期刊，影响因子13.8 高被引论文）发表了关于土壤微生物与广陈皮道地性形成机制的文章(高被引论文)，该研究通过比较不同产地土壤环境因子与茶枝柑成分积累规律，揭示新会土壤中高盐分和耐盐菌是促进广陈皮活性成分单萜合成积累的关键因素，从科学角度解析了中药材种植“逆境出品质”的生物学本质。新会陈皮是传统中药中经典的六大陈药之一，药材经过陈化可以增强药效并减少毒副作用，但复杂的机制依然是个“黑箱”。近日，团队在《Advanced Science》在线发表的文章，揭示了通过陈化作用细菌和真菌协同重塑广陈皮中中药生物活性成分多甲氧基黄酮的机制，全面破解了广陈皮“陈久者良”之谜，也为千年古法“新会陈”提供了现代科学依据。
该研究不仅绘制了广陈皮陈化全周期的代谢-微生物图谱，更重要的是解析了“真菌去甲基化-细菌还原”这一跨界协同的代谢重塑机制。研究结果表明，陈皮品质的提升（PMFs积累）并非简单的物理化学反应，而是特定微生物群落生态互作的结果。该发现为理解中药材“陈化”提供了直接的分子生物学证据，并为利用合成微生物组技术加速优质陈皮生产及活性成分的生物合成奠定了理论基础。
吴鸿教授为该论文的通讯作者，已出站博士后苏建睦、博士毕业生张思胜、硕士毕业生梁丽娣和白海怡、华南农业大学生命科学学院白玫教授为该论文的共同第一作者，华南农业大学生命科学学院孙峪教授和梁祥修教授参与了论文部分工作。该研究得到“十四五”规划广东省农业科技创新十大主攻方向“揭榜挂帅”项目（2022SDZG07），广东省重点领域研发计划项目（2020B020221001），中央本级重大增减支项目“名贵中药资源可持续利用能力建设项目”（2060302）资助。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202500267
文/图 生命科学学院
