尚小红:立足葛根研究,助力大健康产业发展
  • 发布单位:院办公室
  • 2022-03-15 10:40:53
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广西农业科学院第二批青年拔尖人才系列报道之十

尚小红:立足葛根研究,助力大健康产业发展

获得华中农业大学农学硕士学位后,2009年12月,尚小红从湖北来到了广西农业科学院工作,2017年加入了经济作物研究所特色薯类作物遗传育种与开发利用团队。从此,在团队负责人严华兵研究员的带领与悉心指导下,开启了与葛根的缘分之旅。

“随着大健康产业的兴起及对美好生活的向往越来越高,人们日常的饮食逐渐从“吃得饱”向“吃得好”转变,葛根作为药食同源两用植物,在人们饮食中越来越受到重视。葛根与人参齐名,有亚洲人参、南葛北参的美誉。这是因为葛根含有葛根素等多种异黄酮类次生代谢成分。葛根在我国的药用历史悠久,最早关于葛根的文献记载于《神农本草经》,葛根的传统功效具有解肌退热,生津止渴,透疹,升阳止泻,通经活络,解酒毒等。现代药理研究表明,葛根在改善心血管系统、抗氧化、降血糖、解热、抗炎、解酒护肝、神经保护、抗骨质疏松和雌激素样作用等方面具有较好的药理活性。在治疗新型冠状病毒肺炎中,葛根也起到非常重要的作用。”从事葛根研究多年的尚小红一提到葛根便滔滔不绝。

目前,野葛与粉葛是葛根中应用最多的两个种,通过对内含物质葛根素含量的测定,尚小红发现几乎所有粉葛及大部分野葛的葛根素含量均不符合药典要求,葛根素含量偏低是目前葛根产业最突出的问题。因此,她希望能找到葛根素含量高的种质资源,来对现有品种进行遗传改良。研究初期,她与团队成员经常携带基质、锄头、铲子、剪刀、GPS定位仪、尺子等工具,前往区内外各地进行葛根种质资源收集。

“那个时候,只要看到车窗外有葛根的身影,都特别的兴奋,立马下车进行数据采集、拍照、采挖等工作,再小心翼翼的把资源种到装有基质的营养里,带回院内基地进行保存。”回忆起那段资源收集的时光,尚小红无比感慨。“资源收集工作虽然很辛苦,但是特别的有成就感。”

付出总有回报,在尚小红及同事的努力下,团队收集了包括越南、泰国、湖南、广西、广东、江西、湖北、云南、安徽、四川等国内外葛根种质资源合计419份,建立了全国最大的葛根种质资源圃,包括粉葛、野葛、葛麻姆、苦葛、食用葛、贵州葛、泰葛等。同时,结合对种质资源鉴定评价结果,她跟同事们开发了“葛根种质资源信息平台”网络数据信息库,通过网络平台对大众开放。

“这么多的种质资源,它们之间的遗传多样性是怎样的?亲缘关系如何?”尚小红这样问自己。为了解决这个问题,她与团队成员通过转录组测序,开发出了一套适用于葛的SSR分子标记,对收集的葛种质资源进行了SSR分子标记的遗传多样性分析,并构建了核心种质库。此外,通过叶绿体基因组重测序研究,揭示了葛及其近缘种之间的系统发育关系。

随着分子生物学的发展,育种工作进入了基因组时代,解密植物的基因组信息,对于开展分子育种极其重要。由于葛为小众作物,分子生物学研究较浅,起初的基因挖掘等工作基本是基于转录组测序而来,且因为没有基因组信息,限制了深入研究的开展。2018年,尚小红萌生了一个大胆的想法,既然没有人开展葛全基因测序工作,那我们就来做这件事情。她很兴奋地跟团队负责人严华兵研究员交流了这个想法,立即得到了支持。几年来,团队陆续开展了葛种3个变种野葛、粉葛及葛麻姆的全基因组测序工作,目前,粉葛基因组工作已在SCI一区期刊Horticulture Research上发表了封面文章。此外,尚小红及同事通过广泛靶向代谢组解析了葛属葛种野葛、粉葛和葛麻姆等3个变种块根中影响食用品质和药用品质的代谢差异,并挖掘了调控葛根素合成代谢相关的结构基因和转录因子。

“科研工作要顶天立地,要解析葛根重要性状的关键机理,更重要的是要用这些机理来指导育种工作,最终选育优质品种落地生产!”尚小红牢记团队负责人严华兵研究员的理念,持之以恒地开展着葛根田间育种工作。功夫不负有心人,她与同事们选育出适合开发葛花茶、高葛根素粉葛、无渣粉葛、药用野葛等系列葛根新品种,并逐步建立配套种苗繁育和高效栽培技术。

多年的付出,尚小红取得了一系列的成绩,先后主持国家自然科学基金1项、广西重点研发计划项目1项、广西科技基地与人才专项1项、广西自然科学基金1项、院青年拔尖人才项目等系列项目共10多项;以第一作者在Horticulture Research、Molecules、《植物遗传资源学报》《植物生理学报》《核农学报》《分子植物育种》等刊物上发表研究论文20多篇;主持制定广西地方标准3项;制定国家中医药学会标准1项;获授权专利10余项,其中第一完成人2项;参与获得广西科技进步三等奖2项;参与编写专著2部。

“广西葛根种植面积全国第一,我相信我们的工作对于提高葛根的药用价值及经济效益,促进大健康产业的发展,都是非常有意义的。小作物,也可以成就大产业!”尚小红如此说道。


尚小红在田间采集葛花以开展试验


尚小红在实验室开展葛根分子标记检测工作

院办公室  薛臣艺供稿/尚小红供图  杨景峰审核

责任编辑:薛臣艺