中麻所揭示机械损伤诱导大麻素合成的分子防御机制

近日，中国农业科学院麻类研究所种质资源团队联合保山学院、湖南农业大学，在工业大麻品质调控领域取得新进展，相关研究成果发表于《工业作物与产品（Industrial Crops and Products）》。

研究团队以高CBD（大麻二酚）、低THC（四氢大麻酚）的工业大麻品种DMG227和DMG229为试验材料，通过标准化茎秆机械损伤处理，并利用代谢物定量、激素靶向检测和转录组测序的多组学联合分析，系统解析了损伤诱导大麻素合成的防御调控网络。

研究发现，机械损伤能快速诱导花序中CBD和THC含量上升，在处理后48小时达到峰值，随后逐步回落，至第10天恢复至基线水平，由此明确了采前品质调控的最佳干预时间窗口。对10种内源植物激素的定量分析进一步表明，损伤后茉莉酸（JA）、茉莉酸-异亮氨酸结合物（JA-Ile）和水杨酸（SA）显著积累，而脱落酸（ABA）含量显著下调，证实JA-SA信号轴是介导机械损伤防御响应、启动次生代谢重编程的核心激素调控通路。

为锁定大麻素合成的关键调控基因，研究通过转录组分析发现，损伤后植株的初生代谢与次生代谢通路发生全局性重编程，75.4%的差异表达基因富集于代谢相关通路；大麻素合成途径中的关键限速酶基因——橄榄酸环化酶基因（OAC）和大麻二酚酸合成酶基因（CBDAS）显著上调表达，从转录层面直接解释了CBD含量提升的分子机制。研究同时证实，机械损伤仅放大品种固有的化学型特征，不会改变CBD与THC的比例关系。

该研究从多组学层面系统揭示了工业大麻响应机械损伤的防御代谢机制，丰富了麻类作物次生代谢调控理论体系，为工业大麻绿色优质栽培与高值化利用提供了全新技术思路。

该研究得到了中国农业科学院科技创新工程、农业农村部麻类作物种质资源精准鉴定项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.124058