博落回，学名Macleayacordata，属于罂粟科，是一种多年生大型草本植物。早在唐代《本草拾遗》中，博落回便被记载为外用药材，民间常用于治疗瘀伤、风湿、蜂毒及疥疮，甚至被用作土农药以杀蛆杀虫。然而，长期以来，博落回这一冷背药材的研究与应用并未得到充分开发。直至年，湖南农业大学曾建国教授及其研究团队开始致力于博落回的全产业链研究与开发。他们围绕资源生物学与育种、化学成分分析、活性评价与作用机制等多个方面展开深入研究，并成功将博落回应用于养殖领域，使其成为饲用替抗的研究热点。
研究团队发现，博落回能够通过调节肠道菌群和抗炎作用来促进动物生长、预防疾病，从而创制出我国首个防病促生长二类新兽用中药“博落回散”成为饲用替抗的标志性产品。其“整肠、抗炎”的促生长功效已得到市场的广泛认可。年10月，湖南农业大学及岳麓山实验室曾建国教授团队在《MedicinalPlantBiology》杂志上在线发表了题为“SystemicreviewofMacleayacordata:genetics,biosynthesisofactiveingredientsandfunctions”的综述论文。该论文全面梳理了全球范围内关于博落回的数十年的科研成果，为特色资源植物的全产业链研究提供了新的视角。
博落回属包含博落回（M.cordata）和小果博落回（M.microcarpa）两个种，它们主要生长在中国和日本等地的丘陵、低山林、灌丛及路边等环境中。这些植物富含苄基异喹啉生物碱，其中血根碱是博落回的主要有效成分。过去，博落回的应用主要依赖野生资源。然而，为了进一步拓展其应用市场，实现规模化生产，对博落回进行分子育种和人工栽培显得尤为重要。
曾建国研究团队在这方面取得了显著进展。他们建立了博落回的标准化栽培体系，成功实现了从野生到人工栽培的转变。此外，团队还制定了DUS测试指南，初步选育出高血根碱含量的优良品系“美博1号”。通过根癌农杆菌遗传转化体系和CRISPR/Cas9基因编辑技术，他们成功改良了博落回中血根碱的合成途径，显著提高了次生代谢产物的产量。同时，建立的发根农杆菌介导的毛状根培养体系也有效促进了目标成分的积累，为血根碱的生物制造提供了坚实的技术支撑。
博落回中的生物碱类成分展现出抗菌、抗炎、调节肠道菌群等多重生物活性，同时还能促进动物生长。为了更有效地利用这些生物碱，对其化学合成与结构改造的研究显得尤为重要。博落回的次生代谢产物主要包括普罗托品类和季铵类苯并菲啶生物碱。目前，普罗托品类生物碱的全合成尚未有报道，而季铵类苯并菲啶生物碱则可通过多步反应如Heck偶联、Pictet-Spengler和傅克反应等进行合成，这些反应在抗癌衍生物的构建中发挥关键作用。
近年来，研究者在博落回中发现了多种6-取代二氢苯并菲啶生物碱，推测其可能通过自由基或亲核取代反应生成。这些发现不仅丰富了生物碱的半合成与结构修饰方法，也为博落回的进一步开发利用提供了新的视角。
曾建国研究团队结合同位素标记、转录组、蛋白质组和代谢组学技术，揭示了血根碱和白屈菜红碱在博落回中的“根——果荚分部位合成”模式。通过激光显微切割技术，他们精确确定了这些生物碱的储存细胞，并进一步阐明了这些生物碱的“合成——储存——运输——再合成”的复杂机制（图2）。此外，在合成生物学领域，研究已成功实现血根碱的从头合成，为生物制造奠定了坚实基础。同时，通过优化血根碱合成途径的关键限速酶以及利用“植物——微生物”共发酵体系的新模式，也为高效生产血根碱提供了新的可能。
在饲料“禁抗”的背景下，众多饲用替抗产品应运而生，然而对这些替抗产品的机制研究尚浅。血根碱作为一种有效的饲用替抗成分，能够显著提升肠道内乳酸菌的数量，并促进抗炎物质如丁酸的合成。它通过占位效应抑制病原微生物，增强抗炎能力，同时改善氨基酸等营养代谢，共同推动动物生长，充分展现了“整肠、抗炎”的促生长机制。值得一提的是，血根碱对肠道内抗生素抗性基因丰度无任何不良影响，这进一步彰显了其在饲用替抗方面的独特价值。除了在养殖业中的应用，血根碱在农药、日化及能源等多个领域也展现出广阔的应用前景，例如提高沼气产能等（图3）。曾建国研究团队在博落回的开发上取得了显著进展，不仅原创了博落回提取物原料药和博落回散制剂，还创制了博普总碱原料药与博普总碱散。此外，他们正基于综合利用开发博落回叶及博落回注射剂等新药，并创新性构建了血根碱与黄芩苷离子型化合物自组装材料原料药等。这些成果预示着博落回这一富含生物碱的药用植物，在未来大健康领域有望展现出广阔的应用前景。然而，博落回的开发仍面临三大挑战：
博落回中生物碱类成分的调控机制目前尚不明确，这成为了精准调控其代谢途径的主要障碍。在高品质成分的选育以及血根碱等关键成分的高效生物制造方面，我们仍处在探索的初期阶段。尽管已经取得了一些基于资源综合利用的创新产品开发成果，但仍有必要进一步拓展其应用领域。综上所述，为了充分发挥博落回这一冷背药材的潜在应用价值，我们需要加强其基础研究和技术创新。
在探索博落回生物碱类成分的调控机制、高品质成分的选育，以及关键成分如血根碱的高效生物制造方面，我们仍面临诸多挑战。尽管已取得初步成果，但为了更深入地挖掘博落回这一冷背药材的潜在应用价值，我们需进一步强化其基础研究和技术创新。曾建国，湖南农业大学教授，博士生导师，现任中药资源与中兽药创制国家地方联合工程研究中心主任等重要职务。他长期致力于中药资源的深入研究和综合利用，是植物提取物和中兽药领域的佼佼者。曾教授在《Science》、《NaturePlants》等权威期刊上发表学术论文百余篇，并荣获多项专利及国家二类新兽药证书，为湖南省科学技术奖一等奖的获得者。黄鹏，湖南农业大学教授，博士生导师，国家级动物科学实验教学示范中心副主任，全国饲料工业标准化技术委员会微酶制剂标准化工作组委员，同时担任iMeta、FrontiersinMicrobiology等杂志的编委/青年编委。他专注于中药资源生物学及饲用替抗机制的研究，并因此荣获湖南省自然科学奖一等奖。黄教授不仅主持了多项国家级和省级科研项目，还在Microbiome、AnimalNutrition、PoultryScience、MolecularPlant、HorticultureResearch等知名学术期刊上发表了40余篇论文。此外，他还成功授权了13项国家发明专利，制定了一项国家标准，并参与编写了5部教材。
