近日，高科院“高原生物多樣性與特殊生物研究”團(tuán)隊(duì)與蘭州大學(xué)聯(lián)合開展冰緣帶植物適應(yīng)性機(jī)制研究取得進(jìn)展。

高科院“高原生物多樣性與特殊生物研究”團(tuán)隊(duì)骨干成員、青海師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳哲副教授與蘭州大學(xué)石遵計(jì)研究員共同合作，針對(duì)冰緣帶（流石灘）特有植物生理耐逆及次生代謝過程不清楚的問題，利用廣泛靶向代謝組技術(shù)，探究了在冰緣帶特有植物的生理適應(yīng)性機(jī)制。

高山冰緣帶是陸地生態(tài)系統(tǒng)中種子植物分布海拔最高的生境，具有紫外輻射強(qiáng)、低溫脅迫大的特點(diǎn)，這種極端環(huán)境導(dǎo)致冰緣帶植物生理代謝過程有別于低海拔地區(qū)。該項(xiàng)研究采集了祁連山海拔3800-4200m的冰緣帶流石灘稀疏植被生態(tài)系統(tǒng)中分布較廣的喜山葶藶（Draba oreades），進(jìn)行了廣泛靶向代謝組和差異代謝物KEGG富集分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在高海拔組（4200m），與類黃酮生物合成相關(guān)的苯丙素、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成以及苯丙氨酸代謝均上調(diào)，黃酮類次生代謝物隨著海拔的升高逐漸增加，進(jìn)一步增強(qiáng)了喜山葶藶對(duì)強(qiáng)紫外線和低溫脅迫的適應(yīng)性。黃酮類次生代謝物主要包括芹菜素、木犀草素、槲皮素、橙皮苷、山柰酚及其衍生物，而L-苯丙氨酸、L-組氨酸等與植物抗病性相關(guān)的氨基酸積累也隨海拔升高而增加。另外基于隨機(jī)森林模型，確定了10種重要的代謝產(chǎn)物作為潛在的生物標(biāo)志物。研究結(jié)果為高海拔特有植物的高寒耐逆生理適應(yīng)性機(jī)制和藥用資源植物次生代謝產(chǎn)物研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和重要見解。

該研究結(jié)果以《Pseudotargeted Metabolomics Revealed the Adaptive Mechanism of Draba oreades Schrenk at High Altitude》為題，于2022年12月8日在線發(fā)表于Frontiers in Plant Science（二區(qū)Top，影響因子6.6）。石遵計(jì)研究員和陳哲副教授為本文通訊作者，雷靈和袁學(xué)鳳為共同第一作者。

該研究得到了高原科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展研究院、甘肅省科學(xué)技術(shù)基金（22JR5RA457）、中央高校全國(guó)科研業(yè)務(wù)費(fèi)基金（lzujbky-2022-ct04）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32061123004）的資助。

論文鏈接：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1052640/abstract