氢水提高中药三叶崖爬藤冷胁迫抗逆性研究
三叶崖爬藤,中药名又名三叶青和实附子等。为葡萄科植物台湾崖爬藤Tetrastigma formosanum]的茎叶。三叶青又名实附子,石老鼠,金线吊葫芦。是葡萄科崖爬藤属植物。性平,味苦。归脾经和胃经。具有清热解毒,祛风化痰,活血止痛的功效。对于扁桃体炎,淋巴结结核,小儿高热惊厥,毒蛇咬伤,跌打损伤等症有治疗的作用。对急性支气管炎,咽喉炎,肠炎,肺炎等感染性疾病,也有很好的治疗作用。另外,三青叶还有治疗和预防癌症的作用。
对低温胁迫的抗逆性差已成为三叶崖爬藤种植业的瓶颈问题。氢气(H2)在提高植物抗逆性中起着重要作用。 然而,植物响应环境胁迫下富氢水(HRW)处理的关键因素和调控网络尚不清楚。 本研究通过代谢组和转录组的综合分析,揭示了富氢水调控的三叶崖爬藤冷胁迫应答的防御机制。 75%富氢水处理可通过降低冷胁迫条件下的气孔密度,显著提高光合效率,缓解Pn、Cond、MDA、SOD等抗逆性生理指标,从而缓解胁迫损伤。 共鉴定出7,883个差异表达基因DEGs和439个DEM。 差异表达基因DEGs与苯丙素、异黄酮、单萜类和类黄酮生物合成途径的相关性最高。 通过基因共表达分析(WGCNA),我们发现一个基因模块显示总抗氧化能力和蒸腾速率之间有很强的相关性。 趋势分析表明,苯丙素生物合成途径在冷胁迫下氢水处理的转录和代谢过程中发挥重要作用。 综合基因和代谢产物分析结果表明,冷胁迫上调了血毒杆菌PAL、CHS、COMT、CCR、AtBG1等基因的表达,导致血毒杆菌针叶醇和eriodictyol含量的积累,但75% 氢水处理可减弱这种增强作用。 本研究不仅确定了氢水是抵御低温胁迫的主要策略,而且提供了类黄酮生物合成的候选基因,以便通过分子育种技术更好地提高其抗寒性。
Liu Y, Pan J, Ni S, Xing B, Cheng K, Peng X. Transcriptome and Metabonomics Combined Analysis Revealed the Defense Mechanism Involved in Hydrogen-Rich Water-Regulated Cold Stress Response of Tetrastigma hemsleyanum. Front Plant Sci. 2022 Jun 23;13:889726.