亚热带生态系统通常以缺磷的土壤为特征。但是,磷矿地区土壤含磷量极高。本研究利用气相色谱法(GC-MS)、液相色谱法(LC-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-MS),整合代谢组学和蛋白质组学分析,以调查原位树木如何自适应地应对富磷和贫磷环境。结果表明:在代谢组和离子组方面,两个栓皮栎种群得到了显着区分,其中25种已鉴定的代谢产物(例如糖和含P的化合物)、P的其他4种化学元素的贡献很大。在这25种代谢物中,正磷酸盐是主要影响两个P型位点之间变异Q.的代谢组的变化。此外,正磷酸盐与叶片P相关(r = 0.85,p<0.001),而叶片P仅受富含P的土壤中的土壤P的显着影响。此外,代谢途径分析表明了四个关键的代谢途径:γ-乳糖代谢,氨基糖和核苷酸糖代谢,乙醛酸和二羧酸酯代谢,果糖和甘露糖代谢。
这些发现表明,在富含磷和缺乏磷的站点之间,栓皮栎种群中存在明显的离子组-代谢组相互作用,这为植物如何交互适应限磷土壤提供了新的见解。
研究结果以“Differences in the relationship between metabolomic and ionomic traits of Quercus variabilis growing at contrasting geologic-phosphorus sites in subtropics”为题发表在Plant Soil 上,该研究得到国家自然科学基金(31670626, 31270640, and 31070532)和国家重点研发计划(2017YFC0505501)项目的资助。文献链接:https://doi.org/10.1007/s11104-019-04020-1.
title: "亚热带地区不同地质磷条件下栓皮栎生长的代谢组学和分类学特征"