近日,我校云南省三七资源可持续利用重点实验室团队在国际顶级环境科学与工程领域期刊《Journal of Hazardous Materials》上发表题为《Molecular Mechanism of PnGSTU2-Mediated Brassinosteroid Signaling Pathway to Promote Degradation of Propiconazole Residues in Panax notoginseng》的研究论文。该研究首次系统揭示了油菜素内酯(BR)信号通路通过关键基因 PnGSTU2促进三七中丙环唑(PPC)农药残留降解的分子机制,为中药材安全生产和绿色防控提供了新策略。

三七是我国重要的药用植物,对心血管疾病具有显著疗效。然而,其生长周期长、连作障碍严重,农药残留问题成为制约其安全性和产业可持续发展的关键瓶颈。丙环唑作为广谱三唑类杀菌剂,虽未获准登记使用,但在实际生产中被广泛用于防治黑斑病和根腐病,残留问题突出。
本研究发现,丙环唑胁迫可诱导三七内源油菜素内酯的积累,进而激活谷胱甘肽转移酶(GST)家族基因的表达。通过转录组分析和基因功能验证,研究团队鉴定出关键基因 PnGSTU2,并证实其在BR信号通路调控下,显著促进丙环唑的转运与降解。进一步在转基因烟草中过表达PnGSTU2,发现该基因不仅能提高植物光合效率、激活抗氧化系统,还能协同增强多种解毒相关基因的表达,形成高效的农药代谢网络。
该研究首次构建了“BR信号—PnGSTU2表达—抗氧化/解毒网络激活—农药高效降解”的调控链条,为中药材农药残留减控提供了理论基础和基因资源。研究成果不仅推动了三七绿色种植技术的开发,也为其他药用植物的安全生产提供了借鉴。
项目组在田间进行了大量的试验示范工作,通过在三七采收期前喷施商品化的植物生长调节剂油菜素内酯,可使多种常见农药残留降低10.31%以上,同时三七主根干重增加19.23%、总皂苷含量提升6.5%以上。这一系列数据表明,通过筛选经济易得的植物生长调节剂,可在农业生产实践中展现出稳定、可量化的增产减残双重效应,为中药材绿色防控提供可复制的技术路径。
该论文也是云南省三七资源可持续利用重点实验室在获得2025年农业农村部主推技术“道地药材三七外源污染物防控关键技术”基础上取得的又一重要理论成果。

硕士研究生余远航、博士研究生万修福、硕士研究生郑子秀为该论文的共同第一作者,杨野教授和张文平博士为论文的共同通讯作者。崔秀明研究员参与了该论文的指导工作。本研究得到了国家重点研发计划(2023YFC3503802)、国家自然科学基金(82360744, 32560028)、云南省重大专项(202202AG050021)、中央本级重大增减支项目(2060302)等项目支持。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2026.142190