“补气生津止燥渴，清火扶正抗劳损”，西洋参（Panax quinquefolius）为多年生草本药用植物，是山东省道地优势中药材品种，产区主要集中在文登、荣成一带，栽培面积近6万亩，产量占全国年总产量的近70%。西洋参富含皂苷、多糖等活性物质，具有抗疲劳、抗肿瘤、降血糖、防辐射和免疫调节等生物活性，营养价值、药用价值和经济价值极高。然而，西洋参的生产过程极易遭受各种农业自然灾害，而春、秋季干旱和夏季淹水是西洋参较为严重的非生物胁迫。深入解析西洋参干旱和淹水胁迫响应的作用机制对于西洋参抗逆新品种培育和优质高效栽培具有重要意义。

近日，中科院1区TOP期刊Industrial Crops and Products（IF=5.9）在线发表了山东省农科院经作所中药材创新团队题为Physiological, biochemical and transcriptional analysis reveals the response mechanism of Panax quinquefolius to the stressors of drought and waterlogging的研究论文。研究团队以西洋参为研究对象，从表型、生理生化特征和转录水平系统解析了西洋参对干旱和淹水胁迫的响应机制，鉴定了干旱和淹水胁迫对西洋参产量和品质影响的潜在基因和代谢途径。该研究发现，干旱和淹水胁迫对西洋参光合作用、根系活性和生物量都有显著的不利影响，同时增强了西洋参抗氧化保护系统的能力来维持氧化还原的稳态。干旱胁迫显著诱导了西洋参根部人参皂苷的积累，改变了根部单体皂苷Rd、Re、Rb1、Rb2和Rb3的分布；而淹水胁迫则降低了根部人参皂苷的含量，改变了Rd、Re和Rc的分布。通过生理、生化和转录组学数据整合分析，筛选出了具有增强西洋参抗逆性潜力和人参皂苷生物合成的候选基因，并提出了西洋参对干旱和淹水胁迫的利用与调控策略。研究结果为高品质西洋参栽培和抗逆育种研究提供了理论依据。

经作所助理研究员张玉娟和已毕业硕士生鲁燕妮为该论文的共同第一作者，单成钢研究员为通讯作者。该研究得到了山东省农科院创新工程（CXGC2023D04）、山东省重点研发计划（2022TZXD0034）、山东省良种工程（2021LZGC008）和山东省现代农业产业技术体系专项资金（SDAIT-20）等项目资助。（撰写：张玉娟  核稿：张军 ）

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669024002127