Проблемы адаптации к кислородной недостаточности чаще всего изучаются на представителях культурных растений или модельных объектах, которые в большинстве своем слабоустойчивы к гипоксии. Исследования, посвященные адаптивным механизмам флоры водных экосистем практически отсутствуют. К числу таких растений можно отнести представителей рода Кипрей (Epilobium L.).
В настоящем исследовании проведено метаболическое профилирование листьев двух гидрофитных и мезофитного вида кипреев для выявления наиболее характерных изменений метаболома, свойственных устойчивым к дефициту кислорода растениям. С помощью ГХ-МС нами были проанализированы метаболитные профили листьев Epilobium angustifolium (мезофит), E. hirsutum и E. palustre (гидрофиты). Полученные профили включали около 360 соединений, из которых было идентифицировано около 70 соединений, еще для примерно 50 соединений был определен класс.
Для выявления сходств и различий метаболомов был применен метод главных компонент (PCA). По главной компоненте 1, объясняющей 28,6 % дисперсии, профиль метаболитов E. angustifolium резко отличались от таковых двух других видов, практически неотличимых друг от друга.
Для выявления метаболитов, характерных для мезофита и гидрофитов, мы применили дискриминантный анализ методом ортогональных проекций на латентные структуры (OPLS-DA). Таким образом, были выявлены различия метаболитных профилей мезофита и гидрофитов. Метаболомы гидрофитных кипреев практически не отличались друг от друга и характеризовались аккумуляцией аминокислот, в том числе интермедиатов ГАМК-шунта, дикарбоновых кислот цикла Кребса и метаболитов гликолиза и молочнокислого брожения, что отражает стимуляцию у них анаэробного дыхания, азотного обмена и альтернативных путей реокисления НАД(Ф)Н. Подобные изменения характерны и для других устойчивых к дефициту кислорода растений и могут быть использованы для оценки степени устойчивости к кислородной недостаточности.
Исследование выполнено при поддержке РНФ (проект № 22-24-00484).