植物的次生代謝受生物氣候因子的影響很大，不同產(chǎn)地的藥用植物因其次生代謝產(chǎn)物差異導(dǎo)致其品質(zhì)及藥效也不同。關(guān)于真實環(huán)境中生物氣候因素的綜合生態(tài)代謝組學(xué)反應(yīng)的研究報道很少。以類黃酮類化合物含量較高的紅花為例，我們結(jié)合生物氣候因子、廣泛靶向代謝組和加權(quán)代謝物共反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)分析來探索植物如何調(diào)節(jié)其次生代謝物含量以響應(yīng)不同的氣候。共檢測到441種代謝產(chǎn)物，其中山奈酚及其衍生物是MEblue和MEbrown中重要的特征代謝產(chǎn)物。最熱季度的平均溫度(bio10)是驅(qū)動生物氣候因子(36.44%的貢獻度)，但過度的日曬會降低紅花類黃酮含量，降雨會增加紅花類黃酮的累積但過多的土壤水分會導(dǎo)致水淹脅迫降低黃酮產(chǎn)量。含潛在紅花適生區(qū)最大的國家前三位是德國、法國和中國，國內(nèi)前三位省份是四川、云南和貴州。本研究建立了一種綜合生態(tài)代謝組學(xué)分析的創(chuàng)新方法，用于預(yù)測特定次生代謝物含量高的植物的適宜產(chǎn)區(qū)，指導(dǎo)人工栽培。

本文以多產(chǎn)地大宗中藥紅花為例，探討了不同紅花主產(chǎn)地的品質(zhì)特點，并發(fā)現(xiàn)影響品質(zhì)的關(guān)鍵驅(qū)動因子，豐富了中藥品質(zhì)生態(tài)學(xué)理論，為特色道地藥材的種植與種質(zhì)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

    文章發(fā)表在INDUSTRIAL CROPS &PRODUCTS期刊（中科院2021年升級版1區(qū)TOP期刊，IF = 5.645）（《Integrating bioclimatic factors and secondary metabolism to predict the suitable producing area of plants with high specific metabolite content in a real-world environment - a case of Carthamus tinctorius L.》）。成都中醫(yī)藥大學(xué)/西南特色中藥資源國家重點實驗室裴瑾教授、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所黃林芳研究員為通訊作者，曾鐵鑫為第一作者。該研究獲得了國家自然科學(xué)項目、國家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查計劃資助項目、西南特色中藥資源國家重點實驗室開放研究基金等項目的支持。