扁蓿豆（Medicago ruthenica (L.) Trautv.）是青藏高原及其周边寒旱地区的优势乡土豆科植物，具有耐寒、耐旱、抗盐碱、适应贫瘠土壤等优良生态适应性，在高寒草地生态系统中发挥着关键的生态功能和饲用价值。随着天然草地退化问题日益严重，扁蓿豆作为重要的乡土豆科植物，在天然草地群落重建、生物多样性恢复与生态系统稳定性提升中展现出广阔的应用前景。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所天然药物与化学测量研究中心植物化感与良性生态研究组在扁蓿豆化感作用及应用前景研究方面取得阶段性进展。研究人员系统探究了扁蓿豆植物甲醇提取物、根际土壤水提取物和甲醇提取物的化感作用效应，采用植物生物测定结合非靶向代谢组学技术，揭示了其对草地植物的影响及潜在化感物质种类与分布特征。

图1.植物活性测定与非靶向代谢组学揭示扁蓿豆的化感作用特性

研究表明，三种提取物在所有测试浓度下均显著抑制莴苣(Lactuca sativa L.)种子的萌发。对扁蓿豆自身幼苗生长的抑制效应提示其可能具有一定的自毒性。在三种伴生草地植物中，优质牧草青海冷地早熟禾（Poa crymophila Keng cv. Qinghai）对三种提取物均表现出正响应，而毒草铁棒锤（Aconitum pendulum Busch）表现为负响应。杂草甘肃马先蒿（Pedicularis kansuensis Maxim.）对植株和土壤甲醇提取物处理产生负响应，但在土壤水提物处理下表现为正响应。

图2.扁蓿豆提取物化感作用活性评价

非靶向代谢组学分析共鉴定出1242种代谢物。在扁蓿豆植株甲醇提取物中，短链有机酸及其衍生物的相对丰度较高；根际土壤水提物中富含生物碱和黄酮类化合物；而根际土壤甲醇提取物则以长链有机酸及其衍生物为主。进一步发现，短链有机酸、其衍生物以及黄酮类化合物可能为与扁蓿豆化感作用相关的关键候选化感物质。

图3.扁蓿豆不同提取物非靶向代谢组的差异特征代谢物筛选

研究人员通过对扁蓿豆化感作用的系统研究，明确了扁蓿豆释放的化感物质对伴生植物具有种间选择性调控效应，揭示了扁蓿豆在草地植物群落构建中的“生态调控因子”作用，为扁蓿豆在退化草地中的精准利用提供了理论支撑和技术路径。同时，通过合理利用扁蓿豆化感效应，可定向促进优质牧草生长、抑制有害杂草扩张，优化天然草地植物群落结构，减少退化草地生态治理的外源投入，降低治理成本，推动退化草地生态修复和保育技术向绿色可持续方向转型，有利于构建稳定、高效的天然草地生态系统。

相关研究以“Unraveling allelopathic potential of Medicago ruthenica (L.) Trautv.:insights from allelopathic effects and untargeted metabolomics”为题发表在Phytochemistry(2025，DOI: 10.1016/j.phytochem.2025.114587)上。华翠平博士后为该论文第一作者，秦波研究员和金辉副研究员为通讯作者。

该研究工作得到了中央引导地方科技发展资金项目、战略性先导科技专项（A类）和甘肃省科技计划等项目的支持。