红花为活血散瘀常用中药，药用历史悠久，东汉时期张仲景《金匮要略》“妇人杂病篇”曾有使用记载，至今已有 1800 余年。红花黄酮苷类化合物，如羟基红花黄色素A等，具有抗炎、抗凝血、抗氧化等生物活性，在治疗动脉硬化和脑缺血等心脑血管疾病方面有显著疗效，是红花品质评价的重要指标。尽管这类黄酮糖苷生理活性受到广泛重视，其在红花植物体内的生物合成机制，尤其是糖基化反应的具体路径，仍未完全揭示。

近日，实验室成员从全基因组角度，通过多组学分析，筛选并鉴定了参与红花黄酮O糖苷合成的重要基因OGT1，研究成果以Genome-wide screen and multi-omics analysis reveals OGT1 participate in the biosynthesis of safflower flavonoid glycosides为题，发表在Horticulture Research（中科院1区top期刊）上。西南特色中药资源国家重点实验室题为第一通讯单位，裴瑾、陈江为共同通讯作者，博士研究生鲜彬为第一作者。

研究首先在红花全基因组范围内对羟化酶基因和糖基化酶基因进行了筛选和序列分析，包括进化聚类、蛋白结构及调控元件进行了全面分析。其次，全面分析了羟化酶基因和糖基化酶表达模式，包括不同的发育时期、不同组织部位以及激素（MeJA）处理，根据表达模式与黄酮代谢成分的联合分析，筛选到一个重要的糖基转移酶候选基因—OGT1。

图1 红花类黄酮生物合成相关的26个CYP基因和17个UGT基因的表达模式以及 OGT1的进化和表达分析

研究验证了OGT1的功能。通过烟草侵染体系和原核表达系统实验，OGT1被证明能催化多种类黄酮底物的糖基化。进一步分析发现OGT1能与黄酮类底物的7-OH位点结合，催化糖基转移反应促进了黄酮苷的生成。研究也对OGT1开展了分子对接实验分析。

图2 OGT1 的动力学参数分析以及OGT1与山奈酚的分子对接

综上，研究通过全基因组筛选整合多组学分析，筛选并鉴定了参与红花黄酮O糖苷合成的重要基因OGT1，为红花品质形成分子机制解析奠定了基础，同时也为开展基于关键基因多态性分析的优质红花品种选育奠定基础。研究思路也为其他中药品质形成分子机制研究提供了参考。

  研究得到了国家自然科学基金（82274039，82404792）、四川省科技厅重大科技计划（2021YFYZ0012-5）、国家中医药管理局创新团队与人才培养计划（ZYCXTD-D-202209）、四川省自然科学基金（2023NSFSC0660，2023NSFSC1770）、成都大学杏林人才计划（TCMQJJ2023010，QJRC2021011）的资助。