脂肪酸(FAD)，作為植物結(jié)構(gòu)和代謝的核心組分，其組成特征直接反映作物的生長環(huán)境與地理起源。雖然紅外光譜、穩(wěn)定同位素等分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于橄欖油等油料作物的產(chǎn)地鑒別，但普遍存在檢測成本高、適用范圍窄等技術(shù)瓶頸。本團(tuán)隊前期通過整合GC-MS脂肪酸定量分析與多變量統(tǒng)計模型，建立了適用于多品類油料作物的地理判別體系，并篩選出C16:0、C18:0等5種具有顯著地理分異特征的關(guān)鍵脂肪酸標(biāo)記物。近年研究表明，脂肪酸代謝途徑受ACCase、FAS等關(guān)鍵酶系的精密調(diào)控，且與環(huán)境因子存在顯著相關(guān)性，但對于特定脂肪酸標(biāo)記物與環(huán)境參數(shù)的相關(guān)性仍未明晰。

全球農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易需要可靠的工具來追蹤產(chǎn)品來源和打擊欺詐。廬山植物園程春松團(tuán)隊和華南國家植物園王瑛、曾少華團(tuán)隊合作在Nature旗下子刊NPJ science of food(中科院一區(qū)TOP期刊，IF=7.8)，發(fā)表了題為“Reassessing Fatty Acid Divergence: Climatic and Geographic Constraints on Origin Traceability in Global Oil Crops”的研究論文。本研究創(chuàng)新地提出地理分異指數(shù)(GDI)與環(huán)境遺傳度指數(shù)(EHI)雙參數(shù)評價體系，全球視野下的研究發(fā)現(xiàn)脂肪酸分布遵循海拔和緯度依賴性模式，通過多源環(huán)境數(shù)據(jù)與脂肪酸組學(xué)的協(xié)同分析，系統(tǒng)解析了海拔梯度、緯度等環(huán)境因子對油料作物脂肪酸組成的調(diào)控規(guī)律。研究表明硬脂酸(C18：0)和亞油酸(C18：2)等關(guān)鍵脂肪酸與全球地理因素顯著相關(guān)，且某些特定脂肪酸的生物量在高海拔/低緯度地區(qū)差異顯著。這些發(fā)現(xiàn)確立了特定的脂肪酸特征作為地理認(rèn)證的強(qiáng)大工具。研究方法為全球油料中的精確原產(chǎn)地鑒別提供了一個基于化學(xué)基礎(chǔ)的框架。

圖1. 橄欖油數(shù)據(jù)采集來源的地理分布圖(不同顏色的數(shù)據(jù)點(diǎn)代表不同的產(chǎn)區(qū)。紅色代表產(chǎn)區(qū) A，橙色代表產(chǎn)區(qū) B，黃色代表產(chǎn)區(qū) C，綠色代表產(chǎn)區(qū) D，藍(lán)色代表產(chǎn)區(qū) E，粉色代表產(chǎn)區(qū) F)。

圖2. 山茶油、核桃和牡丹籽的數(shù)據(jù)采集來源地理圖(數(shù)據(jù)點(diǎn)的不同顏色代表不同的分組。紅色代表 A 地標(biāo)，橙色代表 B 地標(biāo)，黃色代表 C 地標(biāo)，綠色代表 D 地標(biāo)，藍(lán)色代表 E 地標(biāo)，粉色代表 F 地標(biāo)，紫色代表 G 地標(biāo))。

主要參與本研究的有南昌大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究生許珺鈺，以及中藥資源可持續(xù)利用江西省重點(diǎn)實(shí)驗室羅意清博士(華南國家植物園博士后)、胡磊、陳開等。該項目得到江西省自然科學(xué)雙千領(lǐng)軍人才項目(JXSQ2023101038)、江西省急需海外人才項目(2022BCJ25027)、江西省重點(diǎn)研發(fā)項目(20223BBH8007&20232BBG70014)、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會項目(2015286)、江西省自然科學(xué)基金項目(20242BAB20275)、九江市重點(diǎn)研發(fā)項目(S2023ZDYFN96, S2024ZDSYS037, S2024KXJJ0001)等資助。