MPB综述 | 浙江师范大吴智华发表红花类黄酮应用及分子调控的综述

红花（Carthamus tinctorius L.）为菊科红花属一年或两年生草本植物，别名草红花、刺红花、蓝红花等，是一种药食兼用的新型经济作物，中国始载于《图经本草》。一方面，其种子富含高达80%的多不饱和脂肪酸亚油酸，具有软化血管、预防动脉硬化、高胆固醇和高血脂症的作用，红花种子用于提炼高品质的红花籽油，红花也因此被称为“亚油酸之王”；另一方面，其花具有60多种的类黄酮化合物，在抗癌、抗氧化、抗细胞凋亡、防过敏、降血压、降血脂，天然染料和食品着色剂等方面具有广泛的应用。其中，羟基红花黄色素A（HSYA, hydroxysafflor yellow A），是红花主要的生物活性物质，具有活血化瘀、改善血液循环的功效，在预防和治疗心脑血管疾病方面具有重要的应用价值，也是被《中国国家药典》选择作为评判红花药材质量的重要标准之一。红花起源于西亚的新月沃土，在中国，印度、波斯、埃及、墨西哥和美国进行大面积的种植。自张骞通过丝绸之路引入以来，红花在中国引进和培育约有2100多年的历史，主要种植区包括新疆、云南、河南、浙江、四川、安徽等地，并形成了多个地方特色的红花道地性中药材，如新疆的新红花，云南的云红花，浙江的杜红花，河南的卫红花，四川的川红花等，红花也被中国多个本草著作收集记载。

2024年3月Medicinal Plant Biology在线发表了浙江师范大学吴智华课题组题为Current advances of Carthamus tinctorius L.: a review of its application and molecular regulation of flavonoid biosynthesis的综述文章。

作为一种多用途的新型药食兼用的经济植物，红花分子研究相对较为落后，且缺乏系统的类黄酮分子研究进展的综述。本文系统阐述了红花全球的资源分布、产区分布、类黄酮的应用及分子研究进展，并总结了当下红花研究所面临的挑战及未来研究方向，为进一步高效开发和利用红花资源提供新见解。

综述首先描述了红花的植株、花及种子的形态特征（图1），阐述了近10年来红花资源及产区的分布，显示美洲和亚洲为当前红花的主产区，约占全球总量的90%。其次，综述了红花类黄酮在染料、食品、医药、工业等多领域的应用，介绍了60多种类黄酮的种类与结构，重点描述了类黄酮HSYA的生物活性。结合不同花色类黄酮代谢物的差异，推测了红花类黄酮的合成途径（图2），提出不同花色存在不同的类黄酮代谢流途径。再次，阐述了结构基因、转录因子、植物激素和环境因子对红花HSYA及其他类黄酮合成的影响，暗示了红花类黄酮合成途径在多个水平上受到遗传和环境因素的共同调控。最后，展望了红花研究所面临的挑战及未来。伴随着基因组学和合成生物学等技术的发展，功能基因的高通量挖掘已变得相对容易，因此，基于多组学策略的红花黄酮合成机制解析是红花分子研究的有效手段；同时，丰富的红花种质资源为高品质红花的培育提供了基础，合成生物学技术的利用为体外HSYA等生物活性的类黄酮高效合成提供了机遇。

图1 红花的植株、花及种子的形态特征

图2 红花类黄酮合成途径

浙江师范大学生命科学学院吴智华副教授与硕士研究生李如婷为本文的共同第一作者，吴智华为论文的通讯作者。云南省农业科学院胡学礼研究员、胡尊红副研究员参与了该项研究。该研究获得了浙江省自然科学基金（No.LY24C020002）和国家自然科学基金（No.32160355）资助。

通讯作者介绍

吴智华，副教授，现兼任塔里木大学昆仑学者、浙江省林下经济委员会委员。课题组主要利用基因组学、进化生物学及分子生物学等手段，研究以红花为代表的药用植物天然产物的生物合成、调控和演化机制，为药用植物优良品种的培育和天然产物生物合成体系的构建提供理论依据。近年来，以第一作者或通讯作者在New Phytologist（2019），Plant Biotechnology Journal（2021，封面文章，ESI高被引论文），Communications Biology（2022），Plant Physiology（2023）以及Horticulture Research（2024）等期刊上发表论文20余篇，以第一发明人授权国家发明专利2项，以主要完成人获省级科技进步一等奖1项、撰写的政府咨询报告1份被全国政协采纳。欢迎对药用植物研究感兴趣的学生联系：zhuawu@zjnu.edu.cn。

https://doi.org/10.48130/mpb-0024-0005特邀作者：吴智华、李如婷编辑：顾笑寅

关于 Medicinal Plant Biology

Medicinal Plant Biology是一本开放获取的期刊，致力于传播药用植物领域的最新研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、方法、评论、观点、社论等。期刊主编由中国科学院分子植物科学卓越创新中心陈晓亚院士和John Innes Centre的Cathie Martin院士共同担任。目前期刊已被DOAJ、CABI等数据库收录。

期刊官网：

www.maxapress.com/mpb

投稿链接：

mc03.manuscriptcentral.com/mpb

关注园艺植物研究

园艺植物研究公众号专注于园艺植物（果树、蔬菜、观赏植物、饮料植物、药用植物等）领域的最新研究进展，点击下方名片关注园艺植物研究！