酸枣(Ziziphus jujuba Mill. var. spinosa (Bunge) Hu ex H. F. Chow)是一种属于鼠李科的多年生落叶灌木,主要分布在中国北部和西北部的干旱及半干旱地区,特别是在陕西、甘肃、河南和河北等省份(Ruan等人,2024年)。由于其营养价值和药用价值,酸枣的种子和肉质果实引起了越来越多的科学和商业关注(Hua等人,2022年;Wang等人,2022a年)。传统上,酸枣果实被加工成葡萄酒、醋和糕点等食品(Hua等人,2022年;Ruan等人,2024年),而成熟的种子具有多种药理活性,包括抗癌、抗炎和神经保护作用,这些作用已在细胞、动物和临床研究中得到证实(Pan等人,2023年;Ruan等人,2024年;Yang等人,2019年)。
随着全球失眠、焦虑症和健康问题日益普遍(Alamoudi等人,2023年;Frost等人,2024年),对酸枣制品的需求持续增长,给这种自然资源的供应带来了压力(Kim等人,2024年)。由于野生酸枣产量有限且受自然条件影响较大,其收成不稳定,这推动了嫁接技术的应用,嫁接技术可以提高产量并缩短生产周期(Kong等人,2024年;Wu等人,2023年)。田间观察发现,嫁接酸枣植物的果实形态明显不同于野生型,果实更大、更均匀,种子也更大(Kong等人,2024年)。研究还表明,嫁接会影响刺苷、朱朱博苷A和朱朱博苷B的含量(Fu等人,2025年;Kong等人,2024年)。然而,现有研究仅限于对少数已知生物活性化合物的定量分析,不足以反映酸枣的整体代谢变化和综合品质。特别是嫁接对全局代谢谱的影响,尤其是与药效密切相关的黄酮组成和积累模式,在酸枣果实和种子中仍知之甚少。
嫁接会改变多种代谢物,已在园艺作物中得到广泛研究。Zhang等人(2019年)表明,通过人工嫁接形成的柑橘嵌合体是代谢变化的核心驱动因素,最终导致嵌合体中初级代谢物、挥发性化合物和类胡萝卜素的含量、组成和组织特异性分布发生显著变化。鉴于嫁接引起的复杂代谢变化,高通量技术(如广谱代谢组学)对于全面代谢分析至关重要,因为它们可以更深入地了解植物生长和发育的生化过程(Li等人,2024b年;Li等人,2025年)。
嫁接诱导的代谢变化的分子机制也非常复杂(Nawaz等人,2016年)。Zhang等人(2019年)提出,嫁接可能通过DNA甲基化调节基因表达,或在嫁接嵌合体中触发亲本同源基因的非加性表达。然而,嫁接介导的代谢变化的分子机制仍不清楚。综合转录组学和代谢组学分析为分析代谢变化的调控网络提供了有效方法(Pan等人,2023年;Yang等人,2019年)。
本研究通过多组学分析,揭示了嫁接酸枣与野生酸枣在种子和果实中的代谢差异及其相关分子机制,进一步确立了ABA介导的生长-防御平衡调控机制。这些发现为理解酸枣的嫁接诱导代谢变化提供了科学依据,并支持未来对该物种的合理栽培和利用。