构建黄酮类物质的转录-代谢网络，并分析 Leymus chinensis 在动物取食作用下的生长素信号激活机制

《Plant Cell Reports》：Construction of a flavonoid transcriptional-metabolic network and analysis of auxin signaling activation in Leymus chinensis in response to animal feeding

狼茅草（L. chinensis）应对动物啃食的分子机制研究通过结合转录组、代谢组及生理学分析，揭示了抗氧化系统、黄酮素-生长素通路及LcARF基因家族在抗逆中的作用。生理检测显示唾液应用降低MDA积累，增强SOD、POD、CAT协同活性，促进胁迫恢复；多组学数据表明，20种差异代谢物和10个关键黄酮代谢基因调控黄酮素合成，而40个LcARF基因家族成员通过激素响应元件富集的启动子区域调控应力响应，为植物-草食动物协同进化研究提供基础。

　　

摘要

主要观点

阐明了中华羊茅的耐牧机制，这些机制涉及抗氧化系统、黄酮类化合物-生长素途径以及LcARF基因。

摘要

作为重要的牧草物种，中华羊茅对可持续的畜牧业生产和生态平衡具有重要贡献。了解其对动物采食的反应为牧草改良和生态系统保护提供了理论基础。在本研究中，通过刈割和模拟动物唾液的应用来模拟自然放牧过程。采用整合方法（包括转录组学、代谢组学、生理测量和生物信息学分析），揭示了中华羊茅应对动物采食压力的分子调控网络。从生理学角度来看，动物唾液通过增强抗氧化酶（SOD、POD和CAT）的协同作用，减少了丙二醛（MDA）的积累，从而提高了其耐受性和恢复能力。转录组学分析进一步表明，编码这些酶的基因表达模式发生了相应变化。多组学分析表明，中华羊茅主要通过黄酮类化合物生物合成和生长素信号通路来应对动物采食压力，涉及20种差异表达的代谢物（DEMs）和10个参与黄酮类化合物代谢调控的关键基因。在生长素信号通路中，ARF基因家族的变化最为显著，这反映了其在应激反应中的核心作用。生物信息学分析在中华羊茅中鉴定出40个ARF基因，这些基因具有保守的基因家族结构以及富含激素响应元件的启动子区域，进一步证明了它们在中华羊茅应对动物采食压力中的关键作用。这些结果阐明了中华羊茅的耐牧分子机制，为植物-食草动物共同进化提供了见解，并为未来对LcARF基因家族的功能研究奠定了基础。