青钱柳[Cyclocarya paliurus(Batal.)Iljinskaja]是我国特有的单种属乔木植物,具有降血脂、降血压和调节免疫等作用。自然界影响植物分布的原因很多,其中海拔作为一个主要的地形因子,其对植物的生长发育具有显著的影响,因而探索海拔高度对青钱柳代谢产物含量与成分的影响及机制,预测青钱柳的适生区并探讨对气候变暖情景的响应,可以为青钱柳资源开发提供理论依据。主要研究结果如下:1、青钱柳黄酮类化合物和三萜类化合物在高海拔地区青钱柳叶片中具有较高的含量,而多糖在低海拔地区青钱柳叶片中具有较高的含量。基于代谢组学分析结果得出青钱柳黄酮类化合物代谢合成路径图,发现海拔高度对青钱柳叶片差异代谢产物的影响主要集中在黄酮类化合物合成途径、色氨酸途径及甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径。黄酮类化合物合成途径中共富集了18个差异代谢产物,其中金圣草黄素、异荭草苷、金圣草(黄)素-7-葡萄糖甙、芹菜素5-O-葡萄糖苷、异牧荆素、山奈素、杨梅苷、柚皮素-C-已糖苷、柚皮素7-O-新陈皮糖苷、五羟黄酮、麦黄酮、麦黄酮O-丙二酰基鼠李糖苷、4’-O-丁香基苜蓿素、苜蓿素O-芥子酰基乙糖苷等14个代谢产物在黄酮类化合物的合成途径中的积累量显著上调;而金圣草黄素5-O-己糖苷、紫云英苷、柚皮素O-丙二酰乙糖苷和橙皮素C-已糖O-已糖苷等4个代谢产物在黄酮类化合物的合成途径中的积累量显著下调。2、利用转录组测序的方法在高海拔地区和低海拔地区青钱柳叶片中共检测出732个差异基因,与低海拔地区青钱柳叶片基因表达量相比,91个基因的表达量在高海拔地区青钱柳叶片中显著上调,641个基因的表达量在高海拔地区青钱柳叶片的表达量显著下调。在多糖合成途径中,共筛选到10个差异表达基因,分别属于GT1、GT8、GH152、GH18和CE10家族。在萜类合成途径中,共筛选到1个差异表达基因,为生育酚甲基转移酶编码基因。在赤霉素A12生物合成途径中,共筛选到1个差异表达基因,为法尼基焦磷酸合成酶编码基因。在黄酮合成途径中,高海拔地区青钱柳叶片的苯丙氨酸解氨酶、查尔酮合成酶、黄酮醇合成酶、查尔酮异构酶、咖啡乙酰辅酶A、4-香豆素辅酶A连接酶、香豆酸辅酶A以及类黄酮3’-单氧酶等8种酶编码基因表达量比低海拔地区青钱柳叶片中的显著上调,但类黄酮3’,5’-羟化酶编码基因表达量比低海拔地区青钱柳叶片中的显著下调。通过i TAK软件共鉴定出530个差异表达转录因子,其中380个差异表达转录因子在高海拔地区青钱柳叶片的表达量显著低于低海拔地区青钱柳叶片中的转录因子的表达量,而150个差异表达转录因子在高海拔地区青钱柳叶片的表达量显著高于低海拔地区青钱柳叶片的转录因子的表达量。4个AP2/ERF家族转录因子和1个C2H2家族转录因子与青钱柳叶片多糖合成相关;4个MYB转录因子与青钱柳叶片三萜类化合物合成相关;6个CHI家族和4个MYB家族转录因子与青钱柳叶片黄酮类化合物合成相关。3、利用Max Ent模型对气候因子和土壤理化因子进行筛选,共筛选了11个影响物种分布的重要生物气候因子和4个土壤理化因子。利用AUC值和TSS值对该模型进行评价,该模型预测结果AUC值为0.979,TSS值为0.9556,表明模型评价良好。基于青钱柳425个分布地信息预测了3个历史时期和2个气候变暖情景下青钱柳的适生区。末次冰盛期、全新世中期和1960-1990年等三个历史时期的生境适宜度模拟结果表明,虽然高适宜度区域随着时间的增加而减少,但中适宜度和高适宜度区域总和随着时间的增加而增加。RCP2.6和RCP8.5对青钱柳生境适宜性的模拟结果表明,随着气候变暖,青钱柳生境适宜性下降,说明未来青钱柳的分布有下降趋势。