高粱关联群体籽粒代谢组的组织模式解析及其抗病机制研究

这篇研究通过非靶向代谢组学(LC-MS)技术，首次系统揭示了高粱关联群体(SAP)407份种质资源的籽粒代谢网络拓扑结构，发现花青素/类黄酮生物合成途径在抗霉菌毒素积累中呈现"防御-毒素"悖论现象，为代谢组辅助育种(MAB)提供了 pathway-resolved 的代谢图谱。

　　

研究亮点
高粱关联群体(SAP)代谢组展现出明显的亚群特异性组织模式：

• 杜拉(durra)和卡菲尔(kafir)亚群在氨基酸代谢通路表现独特富集
• 紧凑穗型材料呈现最广泛的次级代谢产物通路激活
• 白粒材料虽显示最高的花青素生物合成富集，却表现出最低的代谢通路多样性

代谢网络与抗病机制
通过接种镰刀菌(Fusarium verticillioides)实验发现：

• 抗霉变品系Tx2911在积累更高浓度伏马毒素(fumonisin)的同时，伴随防御性类黄酮(flavonoids)的显著升高
• 该发现揭示了"代谢防御代价"现象——某些防御化合物可能意外促进而非抑制毒素积累

结论启示
本研究构建了首个 pathway-resolved 的高粱代谢图谱，其揭示的：

1. 种族特异性代谢策略
2. 穗型结构-代谢通路的关联模式
3. 抗病过程中的代谢可塑性现象
   为开发抗逆高粱品种提供了全新的"代谢组-表型"关联数据库。