三江实验室（吉林农业大学）人参育种团队在中科院一区Top期刊（IF=6.2）Industrial Crops & Products发表了题为“Genome-wide analysis of LBD genes in the medicinal plant Panax ginseng reveals the roles and molecular mechanisms of PgLBD18 and PgLBD49 in regulating lateral root development”的研究论文。该研究首次对人参（Panax ginseng）LBD转录因子家族进行全基因组鉴定，系统解析了PgLBD18与PgLBD49调控侧根发育的功能与分子机制，为通过靶向调控LBD基因优化药用植物根系构型、提升人参皂苷积累提供了重要理论依据与分子工具。
该研究在人参基因组中共鉴定到73个PgLBD家族成员，系统发育分析将其划分为Class I和Class II两大类群。基因结构分析表明Class I保守结构域完整，Class II则在进化中丢失了亮氨酸拉链结构域。共线性分析揭示片段复制是家族扩增的主要驱动力。通过转录组与qRT-PCR分析，筛选出IAA特异性诱导的PgLBD18和侧根特异性表达的PgLBD49作为核心调控基因。PgLBD18过表达显著增加拟南芥侧根数量和长度，该表型经L-Kynurenine处理后恢复，证实其通过生长素依赖途径调控侧根发育；PgLBD49过表达同样促进侧根增殖，但不受L-Kynurenine影响，表明其作用独立于生长素信号。机制上，PgARF直接结合PgLBD18启动子AuxRE元件激活其转录，而PgLBD49则与PgARF在细胞核内形成异源二聚体，通过稳定转录复合体放大生长素信号并上调下游靶基因表达，实现对根系发育的影响。
本研究揭示了“PgARF-PgLBD模块”介导生长素信号调控人参侧根发育的分子机制：PgLBD18作为生长素信号的"分子开关"，通过转录调控直接响应IAA浓度梯度；PgLBD49则作为PgARF的“分子伴侣”，通过蛋白互作模式间接放大生长素信号。二者通过“分工协作”的双重调控途径协同优化人参根系可塑性。该研究不仅填补了药用植物LBD家族功能研究的空白，也为通过靶向调控LBD基因实现“高皂苷含量”与“易加工形态”协同改良提供了新的分子靶点与育种策略，对人参精准育种和药用品质提升具有重要的理论意义和应用价值。
三江实验室/吉林农业大学王英平教授和邸鹏副教授为本文通讯作者。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.121232
初审：王婷
复审：李勇
终审：董浩
