兩招！讓銀杏“返老還童”藥用成分增加

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。然而，只有幼年銀杏樹葉的藥用成分含量較高，5年以上樹齡的銀杏葉片有效成分達不到藥典標準。

近日，揚州大學銀杏團隊教授王莉在《園藝學研究》（Horticulture Research）和《工業作物和產品》（Industrial Crops & Products）連續發表了兩篇研究論文，并獲得一項ZL授權，他們用兩招使得銀杏“返老還童”，藥用成分含量增加。相關研究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，解決了產業發展面臨的瓶頸問題。

截干：讓銀杏“返老還童”

隨著人口老齡化，人們對健康的關注度越來越高，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。論文通訊作者王莉解釋說，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。”王莉告訴《中國科學報》。

銀杏不同截干高度處理后植株的生長情況      揚大供圖

為了解決這一問題，該團隊于2015年開始開展截干復幼技術研究。他們對5年銀杏樹進行不同高度的截干處理，留干高度分別為10厘米、35厘米、60厘米、85厘米、110厘米。

論文共同第一作者、揚州大學教師路兆庚介紹，他們發現，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。

“截干處理后，植株呈現幼態特征。”路兆庚說，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前提高近20%，總萜內酯含量增加30%左右。66個差異代謝物中有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。

“這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。”論文通訊作者、北京林業大學教授林金星說。

隨后，他們還對截干促進銀杏“返老還童”的機理進行了研究。通過轉錄組與代謝組關聯分析，他們發現，GbCHS可能作為核心基因參與類黃酮合成。進一步實驗確定了GbCHS是銀杏類黃酮合成通路中的關鍵基因。

路兆庚介紹，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，且外源噴施赤霉素也可促進GbCHS表達并提高類黃酮含量，這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。

王莉認為，這項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。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。

密植：讓藥用成分增加

該團隊進一步研究發現，適度密植可以提高銀杏葉產量和藥用有效成分含量。

論文第一作者、揚州大學陸金凱介紹，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。過高種植密度抑制植株生長，但中等密度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。尤其在中度密植下，葉片中總黃酮、黃酮醇苷含量均顯著上升。

種植密度對銀杏葉產量和藥用有效成分積累影響的示意圖      揚大供圖

進一步研究發現，在中種植密度組，黃酮類、萜類等物質的含量大多呈現出上升趨勢；而在高種植密度組，大部分物質含量顯著下降。

王莉認為，這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。

為了解釋其中的機理，他們進一步鑒定到類黃酮合成途徑中關鍵基因C4H、CHS、CHI在中種植密度組顯著上調表達，而在高種植密度組下調表達。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中種植密度組中上升，而在高種植密度組中下降。

王莉說，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。

銀杏截干復幼和高密度栽培示范基地      揚大供圖

據悉，相關研究成果已在江蘇、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。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1093/hr/uhab018