青藏高原地勢(shì)平均海拔超過(guò)4,000米，氣候十分惡劣。植物在其生長(zhǎng)季里,經(jīng)常遭受極端低溫、干旱、強(qiáng)季風(fēng)、強(qiáng)UV-B輻射等不良環(huán)境因子的直接影響，生長(zhǎng)在青藏高原極端生境下的植物在長(zhǎng)期的進(jìn)化選擇下從而衍生出極強(qiáng)的抗逆能力，因此青藏高原也是極好的研究植物對(duì)逆境適應(yīng)與進(jìn)化的天然實(shí)驗(yàn)室。蛋白組學(xué)技術(shù)可以研究植物在不同環(huán)境脅迫下蛋白質(zhì)表達(dá)的異同，對(duì)相關(guān)差異蛋白點(diǎn)進(jìn)行分類與鑒定，為進(jìn)一步揭示重要生理學(xué)內(nèi)生機(jī)理提供方向與重要信息。但是蛋白質(zhì)學(xué)技術(shù)注重于微觀水平的研究，而青藏高原植物對(duì)逆境的適應(yīng)性研究，目前更多的注重于生態(tài)學(xué)等大尺度的宏觀研究。如何將微觀的蛋白組學(xué)技術(shù)運(yùn)用到宏觀的生態(tài)適應(yīng)性研究，是目前植物生理學(xué)領(lǐng)域需要探索的方向之一。
中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所楊永平研究組與胡向陽(yáng)研究組的博士生馬嵐，利用青藏高原廣泛分布的物種釘柱萎陵菜（Potentilla saundersiana）為實(shí)驗(yàn)材料，以建立在西藏當(dāng)雄縣的定點(diǎn)觀察站為實(shí)驗(yàn)樣地，該觀察站分布有五個(gè)不同海拔的觀察點(diǎn)（4350m,4600m,4800 m,5100m,5200m ）。結(jié)合觀察點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析表明溫度與土壤水分是兩個(gè)最主要的影響植物生長(zhǎng)量的主效因子。對(duì)五個(gè)不同海拔的觀察點(diǎn)的釘柱萎陵菜進(jìn)行采樣綜合分析，形態(tài)分析結(jié)果表明釘柱萎陵菜的葉片面積、氣孔大小與氣孔密度都隨著海拔升高而減少,但葉片細(xì)胞壁卻隨著海拔升高而增厚，暗示葉片形態(tài)的進(jìn)化對(duì)高海拔環(huán)境的適應(yīng)；蛋白組學(xué)分析五個(gè)不同海拔點(diǎn)的樣品獲得118個(gè)差異蛋白點(diǎn)，這些差異點(diǎn)涉及到抗氧化反應(yīng)、脯氨酸與糖代謝以及激素代謝等，同時(shí)涉及到蛋白翻譯后調(diào)控與表觀遺傳途徑相關(guān)蛋白；生理生化分析表明植物體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)隨著海拔梯度的升高而增強(qiáng)。綜合以上形態(tài)學(xué)、生理生化與蛋白組學(xué)結(jié)果表明：在長(zhǎng)期的適應(yīng)性進(jìn)化過(guò)程中，釘柱萎陵菜采取多種策略來(lái)增強(qiáng)自身對(duì)逆境脅迫的適應(yīng)能力。
該研究結(jié)果以Physiological, biochemical and proteomics analysis reveals the adaptation strategies of the alpine plant Potentilla saundersiana at altitude gradient of the Northwestern Tibetan Plateau為題在蛋白組學(xué)專業(yè)期刊Journal of Proteomics 上正式發(fā)表。該研究工作得到云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才項(xiàng)目(No.2012HB041) 、自然基金委項(xiàng)目(No. 31170256)與“973”項(xiàng)目（2010CB951700）的資助。
圖表：不同海拔梯度下釘柱萎陵菜的適應(yīng)性機(jī)制
