青藏高原被誉为“世界第三极”和“亚洲水塔”,是全球生态安全的关键屏障。沙蓬(Agriophyllum squarrosum,俗称沙米)是一种广泛分布于亚洲内陆干旱区的一年生沙丘先锋植物,不仅具有防风固沙、改良土壤的生态功能,还拥有较高的营养价值和药用价值。沙蓬在青藏高原的高寒荒漠地区也有自然分布。前期研究表明,不同海拔的沙蓬种群间的遗传分化较小,但代谢物积累差异较大,高海拔生态型表现出更为突出的逆境适应性和药用价值。
2025年3月,Medicinal Plant Biology 在线发表了中国科学院西北生态环境资源研究院马小飞研究团队题为Adaptive phenylpropanoid and flavonoid biosynthesis pathways of Agriophyllum squarrosum on the Qinghai-Xizang Plateau 的研究论文。该研究通过代谢组学与转录组学联合分析,结合群体遗传学手段,系统挖掘了沙蓬适应青藏高原极端环境及其高海拔生态型药用价值形成的分子生态机制。
代谢组学分析表明,在高海拔生态型的沙蓬地上组织中,槲皮素、阿魏酸苷、芹菜素等具有抗氧化、抗紫外线功能的苯丙烷类和类黄酮代谢物的含量显著增加。转录组学进一步分析表明,高海拔生态型的苯丙烷类和类黄酮生物合成通路的相关基因(如PAL、CHS、CHI、COMT、F3H、FLS 和CCoAOMT )显著上调,直接影响了槲皮素-3-β-O-半乳糖苷、芹菜素7-O-芸香糖苷和阿魏酸5-O-己糖苷等代谢物在高海拔生态型中的富集。
https://doi.org/10.48130/mpb-0025-0005