卡拉布里亚特有植物Crepis aspromontana的形态计量与植物化学比较分析及其在热胁迫下的营养品质响应

《Genetic Resources and Crop Evolution》：A comparative morphometric and phytochemical analysis of the calabrian endemic treasure Crepis aspromontana Brullo, Scelsi & Spamp. with alimentary potential

本研究针对卡拉布里亚特有物种Crepis aspromontana的食用潜力，通过比较野生与栽培群体的形态特征（叶数、莲座直径）及植物化学成分（TPC、TFC、AA），并首次评估热胁迫（25°C/29°C）对栽培群体次生代谢的影响。结果表明栽培群体形态优势显著（叶数增加82.7%，莲座直径增大43.2%），但野生群体抗氧化物质含量更高（TPC高27.0%，TFC高38.4%）。热胁迫可逆转此趋势——29°C处理组TPC骤增453.6%，揭示“生长-防御”权衡机制可通过胁迫管理调控。该研究为兼具生物多样性保护与营养强化的特色作物开发提供新策略。

　　

在地中海饮食文化中，野生食用植物因其丰富的生物活性成分而备受青睐。卡拉布里亚地区的格雷卡尼卡地带保留着独特的民族植物学传统，其中特有物种Crepis aspromontana Brullo, Scelsi& Spamp.（菊科）的基生莲座叶被当地居民作为煮食或煎炒的配菜，其叶片煎剂亦用于助消化。然而，这种仅分布于南卡拉布里亚亚平宁山脉石灰岩生境的珍稀物种，虽被IUCN列为无危级别，但过度采集可能威胁其种群生存。更为关键的是，学界对其营养价值的认知存在空白：既往研究虽证实菊科植物（如Hypochaeris laevigata、Hyoseris radiata）及Crepis属其他物种具有高酚类含量与抗氧化活性，但针对C. aspromontana的形态与化学特征系统研究，尤其是栽培驯化与逆境响应的比较分析尚属首次。

为解析该物种的食用潜力与抗逆机制，研究团队设计了一套完整的实验方案：于2023年2月在梅利托波尔托萨尔沃市（37°57'11.0" N, 15°45'43.0" E）采集约4000粒瘦果，经低温层积处理后于人工气候室（15°C, 12h光周期）进行活体萌发。设置野生新鲜样本（WFR）、栽培新鲜样本（CFR）及对应的冷冻处理组（WFZ, CFZ），并对栽培群体施加25°C与29°C热胁迫（CFRs25/CFRs29, CFZs25/CFZs29），系统评估其形态指标、色素组成、理化参数（灰分、pH、可溶性固形物等）及核心功能成分（总酚TPC、总黄酮TFC、ABTS⁺/DPPH·自由基清除率）。

形态计量测量

通过主成分分析（PCA）与箱线图统计发现，栽培群体（CFR）莲座直径（38.80±5.08 cm）显著大于野生群体（WFR: 27.10±6.06 cm），叶数（22.75±4.96）较野生（12.45±4.45）提升82.7%（p≤0.01）。

箱线图进一步显示野生群体表型变异度更高，反映自然生境异质性对形态可塑性的塑造作用。

色度分析

热胁迫显著改变叶片色度坐标：25°C处理组（CFRs25）亮度值（L=60.9±9.0）最高，且黄色坐标（b=28.2±5.8）显著上升，暗示类胡萝卜素合成增强以应对光系统损伤。野生群体（WFR）则呈现更高红色倾向（a=-5.3±1.3），体现常温下叶绿素主导的典型色泽。

化学参数

野生群体灰分含量（2.86±0.09%）显著高于栽培组（1.78±0.08%），显示其更强的矿物质富集能力。热胁迫引发可滴定酸度（TA）上升（CFRs25: 0.40±0.03%），同时水分活度（a_w）降至0.94，表明高温通过改变细胞渗透压与有机酸代谢影响品质稳定性。

叶绿素与类胡萝卜素含量

冷冻处理未显著改变色素组成，但热胁迫特异性诱导25°C新鲜样本（CFRs25）合成β-胡萝卜素（0.27±0.035 mg/100 mL），而其他组均未检出。 chlorophyll b在CFRs25组骤降87.9%（0.43±0.057 mg/100 mL），印证高温对光系统II的靶向破坏。

总酚、总黄酮与抗氧化活性

野生群体（WFR）的TPC（100.68±9.35 mg GAE/100 g）、TFC（413.12±24.70 mg QE/100 g）及ABTS⁺清除率（27.25±0.64%）均显著高于栽培组，凸显逆境胁迫对次生代谢的激活效应。而29°C热胁迫使栽培群体TPC飙升至438.72±3.059 mg GAE/100 g，较对照组增长453.6%，且DPPH·清除率同步提升至33.18±0.362%。

冷冻后热胁迫组（CFZs29）功能成分大幅衰减，提示冰晶损伤与热激响应的互作可能抑制代谢通路。

本研究通过多维数据验证了C. aspromontana在“生长-防御”权衡中的可塑性：栽培驯化虽优化形态产量，却以牺牲抗氧化品质为代价；而适度热胁迫（25-29°C）可通过激活苯丙烷代谢途径逆转此趋势，使栽培群体酚类物质反超野生群体。该发现不仅为区域特色作物开发提供品质调控新思路（如通过采前胁迫处理强化营养密度），更揭示了菊科植物在气候变暖背景下的适应性代谢策略。后续研究可聚焦关键酚类单体鉴定及胁迫信号通路解析，进一步拓展该物种在功能食品领域的应用潜力。

关键技术方法概览

研究通过人工气候室控温培养模拟热胁迫（25°C/29°C持续20天），采用色差计（CIE Lab*系统）量化叶片色度变化，紫外分光光度法测定光合色素（叶绿素a/b、β-胡萝卜素）及抗氧化指标（TPC: Folin-Ciocalteu法；TFC: NaNO₂-AlCl₃法；ABTS⁺/DPPH·自由基清除率），结合主成分分析（PCA）与方差分析（ANOVA）解析组间差异。样本来源为卡拉布里亚格雷卡尼卡地区野生群体及同源栽培群体。