挪威云杉的针叶和树皮中的特异性代谢物取决于森林的地带类型和林分组成

挪威云杉在不同立地条件及纯混交林中针叶和树皮次生代谢物（以多酚为主）的组成及含量差异显著。针叶总多酚（TPC）在湿润的Carex-Filipendula生境及纯林中最高，与混交林茎增量正相关，但与全氮含量负相关；树皮TPC无显著差异，但化学防御物质（如树皮CT和木质素）含量呈现从湿润到干旱生境的权衡分配。

　　

摘要

挪威云杉（Picea abies）的存活率和生产力受到其应对非生物和生物胁迫能力的影响，这种能力主要通过植物特有的代谢物（SMs）来实现，例如多酚类化合物。然而，关于挪威云杉在不同生长条件下的代谢物产生情况知之甚少。我们研究了爱沙尼亚五种不同生境类型（Carex-Filipendula、Filipendula、Hepatica、Oxalis以及排水沼泽）中挪威云杉的针叶和树皮代谢物组成的变化。这些生境类型代表了从长期积水到中等干燥土壤的土壤梯度。我们比较了上一年和当年针叶的代谢物谱。采用高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱仪（HPLC–qTOF-MS）分析了可溶性代谢物。针叶分析结果显示，在Carex-Filipendula生境类型和纯云杉林中，总多酚含量（TPC）显著较高。而树皮的总多酚含量在不同生境条件或林分组成之间没有显著差异。在混合林分中，针叶的总多酚含量与茎基部面积增长呈正相关，但在所有生境和林分类型中都与叶片氮浓度呈负相关。不同生境和林分类型的代谢物类别表现出不同的分布模式。针叶的年龄影响了黄酮类、有机酸、乙酰苯酮、羟基肉桂酸、二羟基苯甲酸、木脂素和缩合单宁（CT）的相对含量。树皮中的缩合单宁含量在最干燥的生境中最高，而木脂素则表现出相反的趋势，这表明树皮化学防御物质的分配可能存在生境依赖性的权衡。总体而言，纯云杉林中的挪威云杉树木往往更受氮限制，而在混合林分中则表现出更有利于生长与防御的养分分配。