干旱是影响林木生长发育、降低林木产量品质、导致林木死亡的主要或直接环境因素。研究林木抗旱分子机理和培育抗旱新品种对干旱土地利用、生态环境建设与恢复、林业经济效益提高具有重要意义,本研究开展了抗旱型小叶杨(Populus simonii)和干旱敏感型丹红杨(Populus deltoides cv. ‘Danhong’)响应干旱的比较代谢组学分析工作。
该研究发现在干旱条件下,小叶杨落叶数少、叶片含水量高、光合速率高,其抗旱性显著高于丹红杨。利用气相色谱-飞行时间质谱联用(GC-TOF MS)分析系统对非靶向代谢物进行研究,发现干旱胁迫下小叶杨和丹红杨分别有69个和53个差异代谢物。碳水化合物、氨基酸、脂质和能量代谢是两种杨树响应干旱的共同代谢途径。干旱胁迫显著抑制三羧酸循环,同时多种碳水化合物作为渗透调节剂和保护剂来缓解干旱伤害。与丹红杨相比,小叶杨有特殊的代谢途径,其通过增强非酶类抗氧化剂、协调碳/氮平衡和调节蜡质合成等途径来增加抗旱性。研究结果为解析杨树抗旱机理及提高林木抗旱性提供了重要参考。
该研究以“Comparative metabolomics analysis reveals different metabolic
responses to drought in tolerant and susceptible poplar species(doi: 10.1111/ppl.13036)”为题发表于Physiologia Plantarum上。(影响因子:3.0 分区:生物3区
林业所:贾会霞、胡建军等)
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