我区在甘草抗旱代谢机制基础研究领域取得新进展

近日，内蒙古大学生命科学学院陈贵林教授团队在国际知名期刊《Industrial　Crops　＆　Products　》（SCI　1区　TOP）发表了“Non－targeted　metabolomic　analysis　of　the　variations　in　the　metabolites　of　two　genotypes　of　Glycyrrhiza　uralensisFisch．　under　drought　stress”的最新科研成果，在甘草的抗旱代谢机制研究中取得新进展。

图1　甘草田间生长状况

    近十年来，陈贵林教授团队围绕黄芪、防风、甘草等我区道地药材的抗旱机制及其与次生代谢的相关性开展了深入系统的研究工作，取得了创新性的成果，为自治区中（蒙）药材的生态种植和产业开发提供了理论依据。该研究得到了国家自然科学基金和自治区科技厅应用技术研究与开发资金项目的支持。

图2　干旱胁迫下甘草黄酮类物质的含量变化

    甘草是一种药食同源的大宗药材，具有补脾益气、清热解毒等功效，分布在我国的干旱和半干旱地区。我区大部分地区为干旱、半干旱地区，为甘草有效成分的形成、转化和积累提供了良好条件，在我区鄂尔多斯地区生长的“梁外甘草”“王爷地甘草”有着悠久的开发利用历史。在甘草生长过程中，水分是影响其发育和品质状况的重要因素。因此，研究甘草响应干旱胁迫的代谢机制对于提升甘草品质及筛选抗旱品种具有重要意义。

图4　甘草响应干旱胁迫的代谢模型

    科研团队选用2种基因型甘草作为实验材料（红皮和黄皮），利用非靶向代谢组学技术测定4种干旱条件下甘草根中的代谢产物，并比较二者代谢机制的差异。结果发现，干旱胁迫下甘草EMP途径和TCA循环被激活，为黄酮类化合物的积累提供了物质和能量。2种基因型甘草响应干旱胁迫的代谢机制不同，红皮甘草的抗氧化酶系统更活跃，黄皮甘草则通过增加更多代谢物（氨基酸、脂质、黄酮类化合物）来应对干旱。该研究结果为了解甘草抗旱机制中潜在的生化途径奠定了基础，对药材规范化种植中的节水、减碳等措施的实行具有重要作用。