近日，江苏省农业科学院豆类团队，在国际权威植物学期刊《The Plant Journal》发表重磅研究，论文“Genome assembly and genome‐wide association studies decipher the genetic basis of isovitexin synthesis and yield traits in mungbean”，首次从基因组层面系统解析绿豆核心活性成分异牡荆素的合成机制，揭示其解暑抗炎分子基础，同时挖掘高产早熟关键基因，为绿豆功能化开发与精准育种提供双重支撑。
绿豆是我国传统药食同源作物，兼具清热解暑、抗炎抗氧化功效，是夏季养生核心食材。其含有的牡荆素、异牡荆素等黄酮类物质，是发挥健康价值的关键成分。但长期以来，绿豆活性成分合成的遗传基础、解暑作用的分子机制，以及产量与品质协同改良的关键靶点，一直未被明确破解，制约了绿豆功能化育种与高附加值开发。
此次研究以南方主推绿豆优质品种 “苏绿1号”（Sulv1） 为核心材料，完成染色体水平高质量基因组组装，基因组大小 473.67 Mb，Contig N50 达 11.3 Mb，连续性达到以往绿豆基因组研究，为后续基因精准挖掘奠定了坚实基础。研究团队进一步对 196 份绿豆资源（含 20 份野生、176 份地方品种）开展群体重测序与驯化分析，筛选到 1022 个驯化选择区域，鉴定出 20 个关键差异表达基因。
研究核心突破聚焦异牡荆素合成与清热机制：驯化分析中挖掘出CYP93 家族基因 EVM0030058为异牡荆素合成的关键调控基因。该基因在绿豆驯化过程中被人工正向选择，异牡荆素在栽培种中表达量显著高于野生种；绿豆毛状根过表达实验证实，该基因可促进异牡荆素积累，为定向培育高活性绿豆品种提供参考。
体外实验进一步证实异牡荆素的抗热抗炎功效：40℃高温诱导炎症模型中，40 μM 异牡荆可显著下调TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8等核心促炎因子，抑制率达 45%–54%，有效缓解高温引发的全身炎症风暴，从分子层面初步阐明了绿豆“清热解暑 的传统功效。
在育种应用层面，研究通过全基因组关联分析，挖掘到VrLFR关键基因，该基因可同时调控绿豆开花期与百粒重。其优异单倍型（VrLFRH1）在栽培种中占比达 77.91%，异源表达可使拟南芥开花提前 3 天、千粒重提升 14.81%，为绿豆高产早熟育种提供核心基因资源。研究还发现，异牡荆素含量与百粒重呈弱正相关，证实绿豆品质与产量可协同提升，颠覆传统认知。此次研究兼具基础创新与产业价值：理论上，首次破解绿豆驯化规律与解暑分子密码，填补相关研究空白；应用上，为高异牡荆素绿豆育种、天然解暑功能食品开发提供关键支撑，助力传统作物现代化升级。
江苏省农业科学院陈新研究员、袁星星研究员、华中农业大学章元明教授及泰国农业大学 Prakit Somta 教授为共同通讯作者；江苏省农业科学院经济作物研究所为该论文第一单位。江苏省农业科学院刘金洋副研究员担任第一作者，南京医科大学第一附属医院张素花、江苏省农业科学院闫强、陈景斌、林云、薛晨晨、吴然然参与了研究工作。该研究获国家自然科学基金、国家食用豆产业技术体系、江苏省自然科学基金等项目支持，是作物功能基因组与营养健康交叉领域的重要突破，为绿豆产业高质量发展注入新动能。
论文全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tpj.70932