摘要
黄芩（Scutellaria baicalensis）是唇形科黄芩属多年生草本植物，因含有多种活性物质而展现出广泛的药理活性，具有较高的药用价值和开发前景。为探究黄芩愈伤组织形成机理，该研究以黄芩组培苗茎段为材料，依托高通量测序平台，采用转录组学测序及酶活性测定的方法，筛选与黄芩愈伤组织形成相关的关键基因。结果表明：（1）不同激素组处理黄芩愈伤组织后，植物激素信号转导途径共有33个基因差异表达，利用WGCNA分析筛选到9个可能在黄芩愈伤形成中响应不同激素信号的关键差异表达基因，即PP2C、JAZ、DELLA、ABF、BRI1、EIN3、ERF1、GID1和MYC2。（2）除BA_NAA处理组的超氧化物歧化酶（SOD）和BA_2，4-D处理组的过氧化物酶（POD）酶活性在第21天最大以外，其他处理组的SOD、POD、过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）均在第7天或第14天时有最大酶活性，此时愈伤组织增殖迅速且高分化或者绿色愈伤组织的SOD、POD和CAT酶活性高于黄色愈伤组织。（3）筛选到与黄芩愈伤组织CAT和POD酶活性相关的2个差异表达基因，即EIN3和DELLA。该研究结果为明确黄芩愈伤组织形成的分子机理提供了一定的理论依据。
Abstract
Scutellaria baicalensis is a perennial herb of the genus Scutellaria in the family Lamiaceae. It exhibits a wide range of pharmacological activities due to its various active substances, and has high medicinal value and development prospects. In order to explore the formation mechanism of S. baicalensis callus, this study used stem segments of S. baicalensis tissue culture seedlings as materials and employed transcriptome sequencing and enzyme activity determination methods based on a high-throughput sequencing platform to screen key genes related to callus formation in S. baicalensis. The results were as follows: (1) After the callus of S. baicalensis was treated with different hormone groups, there were 33 differentially expressed genes in the plant hormone signal transduction pathway. Using WGCNA analysis, nine key differentially expressed genes that may respond to different hormone signals during callus formation in S. baicalensis were screened, namely PP2C, JAZ, DELLA, ABF, BRI1, EIN3, ERF1, GID1, and MYC2. (2) Except for superoxide dismutase (SOD) activity in the BA_NAA treatment group and peroxidase （POD）activity in the BA_2,4-D treatment group reaching their maximum levels on the 21st day, the maximum enzyme activities of SOD, POD, catalase (CAT) and phenylalnine ammonialyase (PAL) in the other treatment groups were observed on the 7th or 14th day, during which the callus proliferated rapidly. Meanwhile, the activities of SOD, POD, and CAT in highly differentiated or green callus were higher than those in yellow callus. (3) Through correlation analysis between explant enzyme activities and differentially expressed genes in the plant hormone signal transduction pathway in the control group and explants treated with different hormones for 7 d, two differentially expressed genes related to CAT and POD enzyme activities in S. baicalensis callus were screened, namely EIN3 and DELLA. The results of the study provide a theoretical basis for clarifying the molecular mechanism of callus formation in S. baicalensis.
黄芩（Scutellaria baicalensis）为唇形科黄芩属多年生草本植物，以干燥根入药，性寒、味苦（中华人民共和国药典，2020），在中医诊疗中常用于配伍。《本草纲目》记载黄芩可用于肺部感染、肝脏、炎症、腹泻和痢疾等多种疾病（Shang et al., 2010），其含有的黄酮、萜类、多糖和挥发油等多种活性成分，是发挥其抗炎（Dinda et al., 2017；Wang J W et al., 2017；Pu et al., 2019）、抑菌（Qiu et al., 2012；黄浩等，2014）、抗病毒（Shi et al., 2016；Jin et al., 2018）、抗氧化（李平等，2021）、抗肿瘤（Wang Y et al., 2016）、保肝（Wang H F et al., 2016）、保护脑组织和心血管（Wang et al., 2018；Li et al., 2020）、保护神经系统和免疫系统（Dai et al., 2013）等药理活性的生物基础，目前普遍认为黄酮类化合物是黄芩的主要活性成分（王玉芬，2022）。
黄芩的药用历史已有2 000多年，早期主要以采挖野生资源为主，现已实现大规模规范化种植，目前栽培黄芩大多分布在山西、陕西、河北、内蒙古、甘肃、山东、河南、辽宁和吉林等地（王文涛等，2019；王玉芬，2022）。然而，栽培种子大部分来源于自留种，其种质差异较大，同时由于农药残留、连作障碍及与当地野生黄芩大量杂交，导致种质混乱和质量参差不齐，药效成分含量偏低及不稳定已成为黄芩栽培过程中的最大问题，而植物组织培养技术可使外植体在离体条件下向人为干扰的方向增殖、分化与生产（郭巧生和王长林，2015；王玉芬，2022），具有生长周期短、生产条件可控、无条件限制等优点（刘晓鹏等，2019）。据不完全统计，利用植物组织培养技术获得的药用植物已有近1 000种，并且从中分离到了600多种活性化合物且有些药用植物的活性成分生产已达到工业化水平，如紫杉醇和人参皂苷等（李永成和蒋治国，2015）。愈伤组织是离体的外植体经脱分化培养后形成的无定形细胞团，具有分化成任何细胞的潜力，可以进行不断的定期传代及无限保存，是生产药物、香料、调味剂、食品添加剂和着色剂等天然化合物的有效方法（Kikowska et al., 2012；Wang J et al., 2017；Grunennvaldt et al., 2020；张昕，2022）。据报道，利用愈伤组织培养物已成功用于生产莨菪烷生物碱、α-生育酚、阿义马林、利血平、黄酮类化合物、东莨菪碱、紫杉醇、白藜芦醇和花青素等次生代谢产物（Efferth，2019）。
愈伤组织的形成包括诱导期、分裂期和分化期，在诱导期外植体表型无明显变化，但代谢活动显著加强；分裂期由于外层细胞的迅速分裂导致细胞体积缩小并逐渐恢复分生组织状态，完成脱分化；分化期细胞停止分裂形成不同形态和功能的细胞团（王玉芬，2022）。有研究表明，植物激素信号转导途径与愈伤组织的形成和分化密切相关，植物激素在其中起关键作用（Lee et al., 2009），高比例的生长素与细胞分裂素可诱导根再生，而高比例的细胞分裂素与生长素可诱导茎再生（Skoog & Miller，1996）。孟书亦（2017）研究发现，6-苄氨基嘌呤（6-benzylaminopurine，6-BA）和1-萘乙酸（1-napthaleneacetic acid，NAA）可有效诱导黄芩的带节茎段和小叶形成愈伤组织。同样，利用植物组织培养技术生产次生代谢产物受多种物理及化学因素干扰（Shen et al., 2008），如甜菜碱和细胞分裂素通过刺激细胞分裂和伸长来促进细胞生长进而诱导愈伤组织形成（Castro et al., 2016）。蔗糖、麦芽糖和D-葡萄糖可有效促进黄芩愈伤组织的生长，并且促进黄酮生成（吴银生，1987）。毕宇（2016）利用6-BA和NAA建立了黄芩细胞悬浮培养体系，并且添加酵母提取物和苯丙氨酸有利于黄芩苷的积累。
目前，已有黄芩组织培养的相关报道（王玉芬等，2022；李鑫晨等，2025），但是其愈伤组织形成过程的分子机制研究相对较少，而愈伤组织的形成主要取决于植物内部许多复杂的信号通路，其中植物激素信号转导途径是最重要的一个信号通路。本文以黄芩愈伤组织形成机理为研究方向，以黄芩组培苗茎段为材料，依托高通量测序平台，采用转录组学测序及酶活性测定的方法，拟探讨以下问题：（1）6-BA、NAA和2,4-D 3种激素及不同组合对黄芩愈伤组织基因表达的影响；（2）不同组合激素处理对7、14、21 d的黄芩愈伤组织超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）、过氧化氢酶（catalase，CAT）和和苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）酶活性的影响；（3）筛选与黄芩愈伤组织酶活性相关的差异表达基因。以期为黄芩愈伤组织大规模培养体系的建立及愈伤组织形成的分子机理提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 植物材料
本试验以6-BA、NAA和2,4-D 3种不同浓度和不同组合激素处理的黄芩茎段为材料，黄芩茎段采自山西农业大学生命科学学院试验基地栽培的山西黄芩，处理7 d后取样进行转录组测序（图1），激素配比及浓度见表1。
图
1
处理7 d的黄芩茎段
Fig.
1
Stem segments of Scutellaria baicalensis treated for 7 d
表
1
激素配比及浓度
Table
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Hormone combination and concentration
1.2 主要试剂
甲硫氨酸、氯化硝基四氮唑蓝、核黄素、愈创木酚、过氧化氢（H2O2）、6-苄氨基嘌呤（6-BA）、α-萘乙酸（NAA）和2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）均购自北京索莱宝科技有限公司，邻苯二酚购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
1.3 转录组测序、分析与注释
采用Trizol法提取样品总RNA，对其纯度和完整性检测后送至联川生物技术股份有限公司进行转录组学测序。原始数据经预处理、接头、去除低质量序列和重复序列后得到有效数据，对所有样本的基因或转录本进行初组装并合并，用GffCompare软件检测得到最终组装注释结果（张岩，2021）。
1.4 差异表达基因分析
利用FPKM和R包对样本进行定量和显著性差异分析，将|log2Fold change|≥1且Q<0.05的基因定义为差异表达基因，并对其进行GO（gene ontology）功能注释和KEGG（kyoto encyclopedia of genes and genomes）富集分析。
1.5 生理生化指标测定
分别采用氮蓝四唑法（孙群，2005）、愈创木酚法（Jan et al., 2001）、紫外吸收法（Jiang & Zhang, 2001）对7、14、21 d的黄芩愈伤组织进行超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活力测定。
2 结果与分析
2.1 转录组测序结果统计
本研究对黄芩茎段不同处理组的转录组数据进行了分析。如表2所示，经过去除衔接子序列和低质量reads后，所有样本共获得114.68 Gb的高质量Clean data。其中，每个样本的有效数据量均达到5 Gb以上，测序质量Q30（%）均超过97%且所有样本的GC含量均保持在44%以上。
表
2
测序数据统计
Table
2
Sequencing data statistics
2.2 样本相关性分析
采用Pearson相关系数和主成分分析（principal component analysis，PCA）评估样本的变异程度。如图2所示，各处理组内生物学重复间表现出高度一致性（相关系数>0.93）且聚类分析显示样本间聚类情况良好。PCA结果（图3）表明，对照组与各激素处理组在转录水平上显著分离，表明激素处理对基因表达产生了显著影响。虽然不同处理组间存在部分重叠区域，说明某些转录模式具有相似性，但整体取样良好，数据质量满足后续差异表达分析的要求。
图
2
样品相关性检验
Fig.
2
Sample correlation test
图
3
主成分分析
Fig.
3
Principal component analysis
2.3 差异表达基因分析
2.3.1 差异表达基因筛选
根据|log2Fold change|≥1且Q<0.05为筛选标准，在BA_D vs. CK、BA_NAA_D vs. BA_D、BA_NAA_D vs. CK、BA_NAA_D vs. D、BA_NAA_D vs. NAA、BA_NAA vs. CK、BA vs. CK、D vs. CK和NAA vs. CK 9个比较组中分别筛选到10 487、1 543、10 215、4 504、1 027、8 972、10 333、11 373和9 442个差异表达基因，其中上调基因数/下调基因数分别为5 869/4 618、861/682、5 855/4 360、2 268/2 236、392/635、4 969/4 003、6 526/3 807、6 433/4 940和5 413/4 029个（图4），并且差异倍数大多集中在0~10倍。
图
4
差异表达基因火山图
Fig.
4
Volcano map of DEGs
2.3.2 差异表达基因GO功能注释
黄芩茎段不同激素处理后差异表达基因的GO功能注释均分配到生物学过程（biological process，BP）、细胞组分（cellular component，CC）和分子功能（molecular function，MF）三大类中，BA_D vs. CK、BA_NAA_D vs. BA_D、BA_NAA_D vs. CK、BA_NAA_D vs. D、BA_NAA_D vs. NAA、BA_NAA vs. CK、BA vs. CK、D vs. CK和NAA vs. CK 9个比较组中注释到的差异基因数量分别为9 369、1 291、9 066、3 948、890、7 907、9 269、10 145和8 488个，所有差异表达基因富集的前5个通路及数量如表3所示。
表
3
差异表达基因注释的GO条目及数量
Table
3
GO entries and number of DEG annotations
2.3.3 差异表达基因KEGG富集分析
基于KEGG代谢通路数据库，分析黄芩茎段不同激素处理后差异表达基因显著富集的通路。BA_D vs. CK、BA_NAA_D vs. BA_D、BA_NAA_D vs. CK、BA_NAA_D vs. D、BA_NAA_D vs. NAA、BA_NAA vs. CK、BA vs. CK、D vs. CK和NAA vs. CK 9个比较组中注释到的差异基因数量分别为3 474、503、3 318、1 447、358、2 929、3 379、3 752和3 208个，所有差异表达基因富集的前5个通路及数量如表4所示。
表
4
差异表达基因的KEGG富集通路
Table
4
KEGG enrichment pathway of DEGs
2.4 植物信号转导途径的差异基因筛选
对筛选到的所有差异表达基因进行趋势分析得到3种基因表达模式，分别为Cluster-I、Cluster-Ⅱ和Cluster-Ⅲ，基因数量分别为6 211、4 865和5 804个（图5）。对3个趋势中的基因进行KEGG功能富集分析，以Padj≤0.05为阈值，筛选与愈伤组织形成有关的植物激素信号转导途径中的差异表达基因。结果表明，与植物激素信号转导途径相关的基因富集在Cluster-Ⅶ中，共注释到33个差异表达基因（表5）。
图
5
差异表达基因的表达趋势分析
Fig.
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Expression trend analysis of DEGs
表
5
植物激素信号转导途径差异表达基因
Table
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DEGs in plant hormone signal transduction pathway
2.5 黄芩茎段愈伤组织形成的核心基因筛选
不同处理组的黄芩愈伤中共鉴定到26 987个Unigene，将表达量低和表达量不稳定的基因去除后得到18 398个Unigene，对其进行加权共表达网络（weighted geneco-expression network analysis，WGCNA）分析。设定基因之间相关系数的平方阈值为0.85（R2>0.85）计算软阈值（β），选择β=17为软阈值（图6：A）。根据基因间表达量相关性构建聚类树，以基因数量≥50划分模块且0.25为模块合并阈值，最终得到16个基因模块（图6：B），各模块的基因数量见表6。根据模块特征值（eigenvalue）对16个模块进行模块间相关性分析，绘制热图（图6：C）。随后，利用H-clust法对模块基因进行聚类热图绘制（图6：D），颜色越深代表基因间的连通性越强。
图
6
WGCNA分析
Fig.
6
WGCNA analysis
表
6
黄芩愈伤样品基因模块统计表
Table
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Statistical table of gene module of Scutellaria baicalensis callus samples
对上述16个模块基因进行KEGG功能富集分析发现，与植物激素信号转导途径相关的主要是blue和brown两个模块，表7列出了两个模块中参与黄芩愈伤形成的31个基因，转录组测序数据见补充表2，分别将blue和brown模块中富集在植物激素信号转导途径的基因绘制网络调控图，确立黄芩愈伤形成相关的核心基因。通过基因的连通性确定每个基因的权重值，连通性高的基因可能起枢纽作用，并将模块内单个基因的平均连通性排名前10%的基因作为枢纽基因。结果（图7）表明，blue和brown模块中与黄芩愈伤形成密切相关的核心基因是PP2C（Sb03g23010、Sb01g20560、Sb07g09500）、JAZ（Sb08g15290、Sb07g08850、Sb04g03520）、DELLA（Sb09g11020、Sb09g11220）、ABF（Sb02g34910）、BRI1（Sb03g38190）、EIN3（Sb07g00430）、ERF1（Sb03g29610）、GID1（Sb06g10490）和MYC2（Sb06g11810），推测这些基因是黄芩愈伤形成中响应不同激素信号的核心差异表达基因。
表
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与黄芩愈伤形成相关的基因
Table
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Genes related to callus formation of Scutellaria baicalensis
图
7
黄芩愈伤形成相关基因网络调控关系
Fig.
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Network regulation relationship of callus formation related genes in Scutellaria baicalensis
2.6 酶活性测定结果
黄芩茎段在7、14、21 d处理后的酶活性测定结果如图8所示。SOD酶活性变化呈现以下特征：在单独使用6-BA、NAA或2,4-D处理时，酶活性均表现为先下降后上升的趋势，其中7 d时活性达到峰值，表明此时愈伤组织处于快速分裂期。不同激素组合处理表现出差异化的动态变化：6-BA与NAA协同处理组呈现持续上升趋势，提示愈伤组织进入旺盛增殖阶段，在21 d时达到最大生长速度；6-BA与2,4-D组合处理在7 d时即表现出最大生长速度；而三者共同处理组则在14 d时呈现峰值生长速度（图8：A）。
POD作为组织分化的关键标志酶，其活性变化能够有效反映器官发生的动态过程。测定结果（图8：B）显示，不同处理组的POD酶活性呈现显著性差异：在6-BA、NAA、2,4-D单独处理及6-BA+NAA组合处理组中，酶活性均在第7天时达到峰值后逐渐下降；而6-BA与2,4-D协同处理组则呈现持续上升趋势，在第21天时活性最高；当3种激素共同作用时，POD酶活性表现为先升高后降低的变化模式。
CAT作为植物体内清除过量H2O2的关键酶，在维持氧化还原平衡中起重要作用。试验结果（图8：C）显示，不同处理组的CAT酶活性呈现两种变化模式：在6-BA或NAA单独处理时，其活性变化与SOD酶相似，均表现为先降后升的趋势且均在处理第7天时达到峰值；而其他所有组合处理组则均呈现先升后降的动态特征，酶活性峰值均出现在处理第14天时。
PAL作为器官分化的关键指示酶，其活性变化呈现出显著的处理特异性（图8：D）。所有6个处理组的PAL酶活性均在处理第7天时达到最大值。其中，NAA单独处理组不但维持了较高的PAL酶活性，而且其表型特征还表现为生根和多分枝现象；而在3种激素组合处理组中，PAL酶活性随处理时间延长而下降，对应的表型表现为典型的愈伤组织生长特征，未观察到器官分化现象。
图
8
黄芩愈伤组织不同生长时期酶活性变化
Fig.
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Changes of enzyme activity in callus of Scutellaria baicalensis at different growth stages
2.7 黄芩愈伤中酶相关基因分析
为明确不同激素影响黄芩愈伤形成的关键基因，对不同激素处理7 d的外植体和对照组酶活性与植物激素信号转导途径中的差异表达基因进行相关性分析，以|log2Fold change|≥1且Q<0.05，相关性>0.8的标准进行相关性分析。结果（表8）表明，与PAL活性相关的关键基因为EIN3（Sb07g00430），与POD活性相关的关键基因为DELLA（Sb07g16860和Sb07g16870），在该筛选条件下未发现与SOD和CAT活性的相关基因，表明引起SOD和CAT活性变化的可能是其他代谢通路。
表
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不同激素处理组与酶相关的差异表达基因
Table
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DEGs related to enzymes in different hormone treatment groups
3 讨论与结论
转录组测序是挖掘功能基因的重要手段，目前已应用于植物研究的各方面。Zhou等（2021）利用转录组测序技术挖掘到了大量与高粱愈伤组织再生有关的功能基因。玉米幼胚胚性愈伤组织转录组学分析表明，愈伤组织的形成可能与脂肪酸生物合成、细胞色素代谢外源性物质等途径有关（罗旭，2016），并且挖掘到了可能与愈伤组织形成有关的14个基因（江舟，2013）。作为一种重要的药用植物，黄芩花的转录组数据在2016年就已经发表（Zhao et al., 2016），染色体水平的全基因组序列在2019年发表（Zhao et al., 2019），代谢组学信息也有报道（Cui et al., 2022），但有关黄芩的组学信息大多集中于阐明黄芩素和汉黄芩素等黄酮类化合物的合成途径及相关酶基因的挖掘（郑敏敏等，2023），对愈伤组织形成机理的研究还相对较少。本研究采用转录组测序技术对不同激素及配比处理7 d的黄芩茎段进行分析，基于GO注释和KEGG富集分析，发现了植物激素信号转导途径相关的33个差异表达基因，同时利用WGCNA分析筛选到了可能在黄芩愈伤形成中响应不同激素信号的9个核心差异表达基因，即PP2C、JAZ、DELLA、ABF、BRI1、EIN3、ERF1、GID1和MYC2。
植物激素在调控植物防御反应和生长发育过程中起至关重要的作用，不同激素信号通路之间通过复杂的交叉对话形成精细的调控网络。在ABA信号途径中，PP2C类蛋白磷酸酶ABI1和ABI2作为关键负调控因子，对ABA信号转导具有重要作用（Rodriguez，1998；郑青松等，2014）；而在JA信号通路中，JAZ蛋白与COI1共同作为JA-lle受体，通过抑制下游转录因子活性来调控JA响应（Yan et al.，2018）。并且，JAZ蛋白还能与赤霉素信号通路中的DELLA蛋白互作，这种相互作用解除了两者对下游转录因子的抑制，实现了赤霉素与茉莉酸信号的整合（Wild et al., 2012）。此外，JAZ蛋白还参与脱落酸、乙烯和水杨酸等多种激素的信号转导（Kazan &Manners，2012）。DELLA蛋白在细胞扩增和组织分化过程中通过调控生长素极性运输发挥重要作用，其机制涉及抑制生长素转运蛋白PIN的转录，并平衡液泡降解和细胞表面再循环两条蛋白运输途径（Salanenka et al.，2018）。在油菜素内酯信号通路中，BRI1基因可能参与细胞分裂和维管组织分化，如玉米ZmBRI1基因在幼嫩组织中呈现高表达特征（kir et al., 2015）。乙烯信号通路的关键转录因子EIN3可能介导了乙烯与赤霉素、水杨酸和茉莉酸等多种激素的交叉对话（王彦杰等，2012）。拟南芥中赤霉素受体GID1b被证实对生殖发育具有重要调控功能（Willige et al.，2007）。此外，MYC2作为JA等多种激素响应的核心调控因子，通过与转录中介体亚基MED25形成复合物，在全基因组水平上激活JA响应基因的表达（Wang et al., 2019；Chen et al.，2012）。这些发现揭示了植物通过多激素信号网络的协同互作来实现对环境变化和生长发育的精准调控。本研究挖掘到的9个核心差异表达基因可能也是通过响应不同激素信号途径来调控黄芩愈伤组织形成。
活性氧代谢（reactive oxygen species，ROS）在植物细胞分裂、分化及生理调控中起关键作用。在离体培养过程中，外植体因机械损伤会积累过量ROS而导致氧化应激和代谢紊乱，进而引发细胞结构损伤和生物大分子功能障碍，这是外植体褐化的重要诱因（Dietz et al., 2016）。SOD作为初级防御酶催化超氧阴离子转化为H2O2，随后POD和CAT协同将H2O2分解为水和氧气（Wu et al., 2020）。本研究检测了黄芩愈伤组织在不同发育时期（7、14、21 d）的抗氧化酶动态。结果表明，除BA_NAA处理组的SOD酶和BA_2，4-D处理组和POD酶活性在第21天达到峰值以外，其他组处理组的SOD、POD、CAT和PAL酶均在第7天或第14天达到峰值，该时期对应细胞快速分裂的诱导阶段，伴随RNA合成高峰。其中，SOD与PAL整体变化趋势相近，在第7天时出现第一个峰值，而后先下降后上升。POD和CAT则与SOD活性呈伴随关系但存在处理特异性差异。本研究在6-BA+NAA+2,4-D组合处理组的POD活性呈先上升后下降趋势，这与杨依晴（2024）在用茎段诱导的短萼仪花愈伤组织中的发现相似。刘敏燕等（2014）研究表明，胚性愈伤组织具有较强的生理代谢能力，能够有效清除氧自由基，不易老化，表现出较强的活力，浅绿色愈伤组织的POD、SOD和CAT酶活性明显高于褐色和白色愈伤组织。本实验也有类似结果，绿色愈伤组织（BA_NAA）酶活性相对较高，黄色愈伤组织（BA_NAA_D）次之，淡黄色愈伤组织（D）酶活性相对较低。同时，利用在植物激素信号转导途径筛选到的差异表达基因与处理7 d的外植体酶活性进行相关性分析，分别筛选到了与CAT和POD酶活性相关的2个基因，即EIN3（Sb07g00430）和DELLA（Sb07g16860、Sb07g16870）。
愈伤组织作为植物离体培养的重要体系，能够合成多种具有药理活性的次生代谢产物，并且具有生长周期短、成本效益高、次生代谢产物丰富等优势，成为生物制造领域的重要补充（Murthy, et al.，2014）。在植物细胞具有全能性理论的指导下，科研人员已建立起多种植物细胞离体培养体系，Kurzbach等（2022）利用柑橘愈伤组织成功生产类胡萝卜素，Zuo等（2024）建立了加州藜芦愈伤组织生产生物碱的高效培养体系，首次实现了抗癌药物环巴胺及其直接前体藜芦碱的毫克级生产。此外，利用离体细胞的大规模培养也用于生产紫草素、紫杉醇等天然产物（Eibl et al., 2018；Dabuwar et al., 2019；Maeda，2019；Nett et al., 2020）。本研究以黄芩茎段为材料，探索6-BA、NAA和2, 4-D 3种激素及不同组合对黄芩愈伤组织诱导及酶活性的影响，并挖掘出了可能参与调控黄芩愈伤组织形成中响应不同激素信号的关键差异表达基因，为未来黄芩愈伤组织大规模培养体系的建立以及次生代谢产物调控的基础研究提出了新的方向，同时为明确黄芩愈伤组织形成的分子机制提供了一定的理论依据。