近日，生命科学学院药用植物研究中心在农业科学领域国际知名期刊Journal of Integrative Agriculture（中科院一区）发表体题为“Establishment of gene expression and silencing systems in Echinacea purpurea”的研究论文，首次系统构建了药用植物紫锥菊（Echinacea purpurea）的多套基因表达与沉默平台的基因功能研究体系，为该物种的功能基因解析、代谢调控研究及分子改良育种提供了关键实验体系，对推动菊科药用植物的分子生物学研究具有重要意义。
紫锥菊是菊科多年生草本植物，兼具药用与观赏价值，富含具有免疫调节、抗氧化等活性的次生代谢产物。然而，其代谢产物合成与调控机制尚不明晰，受限于缺乏高效稳定的基因操作体系。针对这一问题，本研究以构建紫锥菊分子研究平台为目标，系统建立了多种基因表达与沉默技术体系。
研究团队通过参数优化，建立了农杆菌介导的叶片瞬时表达体系，确定了适宜菌株与叶龄组合，实现了外源基因的高效表达；并在cut-dip-budding（CDB）系统基础上进行了改良，构建了发根农杆菌介导的稳定表达体系。利用该体系验证了菊苣酸合成关键基因EpHTT的功能，揭示了其在菊苣酸生物合成中的正向调控作用。同时，团队建立了原生质体瞬时表达体系与基于烟草脆裂病毒（TRV）的基因沉默体系，优化了相关参数条件，并筛选出EpCHLH作为理想的沉默指示基因。通过沉默菊苣酸合成通路关键基因 (EpHCT、EpHTT、EpCAS)，验证了该体系在功能基因研究中的可行性与稳定性。
图1 根癌农杆菌、发根农杆菌和烟草脆裂病毒介导紫锥菊基因表达和沉默体系
生命科学学院药用植物研究中心的吴鸿教授、梁祥修教授和白玫教授为该论文的共同通讯作者，生命科学学院博士后羽健宾为第一作者。该研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、“十四五”广东省农业科技创新十大主攻方向“揭榜挂帅”项目的资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2025.11.023
文图/生命科学学院
