基于高分辨核磁共振技术的树木代谢组学分析揭示颗粒物胁迫下代谢通路协同调控机制

本研究通过高分辨率核磁共振（NMR）光谱和偏最小二乘判别分析（PLS-DA），系统追踪了印度恒河平原三种乔木（番石榴、菩提树和印度黄檀）在模拟颗粒物（PM）胁迫下的代谢重编程过程。研究发现PM胁迫会显著干扰碳代谢（淀粉/蔗糖代谢及TCA循环）和谷氨酰胺代谢通路，其中菩提树代谢扰动最显著。该研究为筛选抗PM污染城市绿化树种提供了重要代谢组学依据。

　　

实验设计与植物样本

实验选址在印度瓦拉纳西Banaras Hindu大学植物园（东经82°59′20.9″，北纬25°16′4.1″），该区域属恒河平原冲积砂壤土。研究人员选取番石榴（Psidium guajava）、菩提树（Ficus religiosa）和印度黄檀（Dalbergia sissoo）三种不同习性（常绿/半常绿/落叶）树种，通过三年田间控制试验模拟PM胁迫环境。

PM特征解析

采集的PM呈弱酸性（pH 5.25±0.31），含多种重金属（Al、Mn、Zn、Pb为主）和多环芳烃（PAHs）。阴阳离子分布呈现明显特征：SO₄^2->NO₃^->PO₄^3-的阴离子梯度，以及Na⁺>Ca²⁺>Mg²⁺的阳离子分布模式。

作者贡献声明

Harshita Singh：实验设计、数据采集及论文撰写；Aditi Pandey：数据分析支持；Shashi Bhushan Agrawal：项目资金管理；Bikash Baishya：NMR技术指导；Madhoolika Agrawal：论文质量把控。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响研究结果的财务或个人利益冲突。

致谢

感谢印度DST-INSPIRE基金（IF190187）和SERB国家奖学金（JCB/2021/000040）的资助，以及CBMR中心提供的NMR设备支持。