耶路撒冷蓟对中期干旱的适应性响应：酚类化合物与对香豆酸含量的动态调控机制

本研究针对干旱胁迫影响植物酚类物质积累的科学问题，通过2×5因子设计的盆栽实验，探究了5种不同抗旱性耶路撒冷蓟(Helianthus tuberosus L.)基因型在中期干旱（50% AW）下的生理响应。研究发现基因型JA 125在叶片（38.3 mg GAE/g DW）、茎（24.3 mg GAE/g DW）和块茎（9.0 mg GAE/g DW）中均表现出高酚类含量，JA 3基因型则在对香豆酸积累（15.4 mg GAE/g DW）方面表现突出。该研究为选育高抗旱性且富含生物活性成分的耶路撒冷蓟品种提供了关键理论依据，对功能性食品开发具有重要意义。

　　

在全球非传染性疾病(NCDs)负担日益加重的背景下，天然抗氧化剂的开发成为研究热点。耶路撒冷蓟作为富含酚类化合物的功能性作物，其叶片中3-O-咖啡酰奎宁酸含量高达74.58 mg/g，块茎含22种已鉴定的酚类物质。然而热带地区80%农田依赖雨养农业，中期干旱如何影响不同器官酚类代谢仍属空白。泰国拉贾曼加拉理工大学农业技术学院的研究团队在《BMC Plant Biology》发表论文，首次揭示了耶路撒冷蓟在中期干旱胁迫下酚类化合物的动态变化规律。

研究采用随机区组设计，通过控制土壤含水量（FC vs 50% AW）模拟中期干旱，结合HPLC和Folin-Ciocalteu法测定5个基因型不同器官的酚类含量。关键发现包括：干旱使叶片相对含水量(RWC)显著降低至73.2%（2021年）和74.2%（2022年），但不同器官响应存在显著差异——叶片和茎部总酚含量(TPC)在90 DAT（移栽后天数）受干旱显著影响，而块茎TPC保持稳定。基因型JA 125在干旱条件下表现出全面的高酚类积累能力，JA 3则在对香豆酸合成方面具有独特优势（15.4 mg GAE/g DW）。

研究结果部分显示：1）气象与土壤特性：两年实验期间平均气温21.2-31.7°C，干旱处理阶段相对湿度差异显著（2021年83.7% vs 2022年71.6%）；2）水分状态：60 DAT时干旱处理组土壤含水量降至14.5-15.0%，显著低于FC组（20.2-20.6%）；3）酚类代谢：茎部TPC年际变异最大（占总变异36-56%），JA 125在2022年干旱条件下茎部TPC达51.3 mg GAE/g DW；4）对香豆酸：JA 3基因型在干旱胁迫下该成分含量提升最显著。

讨论部分指出，苯丙氨酸解氨酶(PAL)通路激活可能是干旱诱导酚类积累的关键机制。该研究突破性地发现：抗旱性与酚类积累无必然关联（如高抗旱性基因型CN52867酚类含量较低），说明两类性状可独立选育。这一结论为培育兼具抗旱性和高营养价值的功能性作物提供了新思路，对解决热带地区干旱胁迫下的功能性农业开发具有重要实践意义。