两种对比型帚黍苗期品种的表型特征与非靶向代谢组学解析：揭示小粒谷物抗旱性的代谢机制

研究人员通过比较帚黍(Digitaria exilis)两个苗期品种(NGB02089和NGB02082)在水分胁迫下的生长表现及GC-MS代谢组学特征，揭示了其抗旱性差异的代谢基础。研究发现NGB02089通过积累硅氧烷(siloxanes)、顺式-13-十八碳烯酸等代谢物表现出更强抗旱性，为小粒谷物抗旱育种提供了重要代谢标记物。

　　

在应对全球粮食安全的挑战中，帚黍(Digitaria exilis)这种被忽视的作物展现出独特的经济价值。面对干旱对半干旱地区作物产量的威胁，科学家们对两个具有表型差异的帚黍栽培种(NGB02089和NGB02082)展开了深入探究。

通过苗期水分胁迫实验，研究者观察到有趣的表型分化：虽然NGB02082的生物量更高，但NGB02089展现出更旺盛的生长势和显著延长的根系。叶绿素含量随播种周数(WAS)增加而上升，却在干旱胁迫下呈现下降趋势。气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)揭开了更精彩的代谢故事——12种关键代谢物在品种间存在显著差异。

代谢图谱显示，耐旱型NGB02089展现出独特的代谢适应策略：硅氧烷(siloxanes)含量随干旱持续而增加，与敏感型NGB02082形成鲜明对比。更引人注目的是，顺式-13-十八碳烯酸(cis-13-octadecenoic acid)在NGB02082中呈现时间依赖性消失，而NGB02089却能持续产生多种应激代谢物。研究还发现了邻苯二甲酰亚胺(phthalimide)、三十烷(triacontane)、异油酸(vaccenic acids)和胆甾烷(cholestane)等物质与干旱持续时间的密切关联。

这些发现不仅解释了NGB02089的抗旱优势，更为重要的是，揭示了代谢重编程在作物抗旱性中的关键作用。该研究为通过代谢标记辅助育种培育抗旱作物品种提供了新思路，对保障干旱地区粮食安全具有重要实践意义。