沿海拔梯度的環境變化已越來越多地用于評估各種生物和非生物因素對植物生理和生態策略的影響。植物可以通過產生次生代謝物來適應環境壓力的變化，由于生物和非生物因素之間的相互作用可能會影響植物的防御策略，植物在海拔梯度上產生的代謝反應也可能是復雜的，植物如何分配不同的次生代謝物來應對海拔梯度上復雜多變的生物和非生物環境還不清楚。因此，了解植物如何沿海拔梯度調節多種類型的次生代謝產物對于闡明植物如何采用生理和生態策略來應對各種生物及非生物環境變化至關重要。
中國科學院武漢植物園博士生肖轢在丁建清研究員的指導下，沿海拔梯度對烏桕不同取食類型的植食性昆蟲及其對烏桕葉片的危害率進行野外實地調查，并對健康葉片和蟲害葉片中的次生代謝產物(單寧和黃酮類)進行了測定分析。研究結果表明，烏桕葉片被危害(咀嚼或潛葉式危害)的可能性隨海拔的升高而減小。遭受蟲害的葉片和未遭受蟲害的健康葉片中黃酮類化合物的濃度隨海拔梯度變化呈現相反的趨勢：即隨著海拔的升高，健康葉片中黃酮類化合物濃度增加，而遭受蟲害葉片中黃酮類化合物濃度下降，其中槲皮苷對黃酮類化合物隨海拔梯度變化的貢獻最大。單寧濃度隨海拔梯度的變化未發生顯著變化，高海拔地區烏桕健康葉片中單寧與黃酮類化合物的比例與低海拔相比相對較低。我們的研究揭示了沿海拔梯度昆蟲植食性以及不同植物次生代謝產物的變化趨勢，并強調了在理解植物的生理和生態策略中同時考慮多種次生代謝物質的重要性。
本研究得到了國家重點研究發展計劃（2017YFC1200100）、國家自然科學基金（31770414，31470447，31822007）的支持，相關研究成果以“Tallow tree allocates contrasting secondary chemicals in response to varying environments along elevational gradients”為題發表在國際SCI期刊“Journal of Plant Ecology”上。 武漢植物園為第一作者單位。
論文鏈接： https://academic.oup.com/jpe/article-abstract/13/3/295/5815324?redirectedFrom=fulltext
圖1 不同類型昆蟲危害沿海拔梯度的變化趨勢。
圖2 不同的植物次生代謝產物沿海拔梯度的變化趨勢。
