宁夏枸杞响应盐胁迫的代谢组学研究

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中文摘要：宁夏枸杞(LyciumbarbarumL.)是分布在我国西北地区的一种耐盐碱药用植物。本研究采用超高液相色谱技术与四级杆质谱联用(UHPLC-Q-TOFMS)技术，对宁夏枸杞响应不同程度盐(NaCl)胁迫的代谢物动态变化进行分析，结合生物信息学分析方法，对宁夏枸杞响应盐胁迫的差异代谢物进行KEGGpathway显著性富集分析，并对筛选出的重要盐胁迫响应基因转录水平的表达量进行分析，同时对重要代谢通路中的关键酶活性及游离氨基酸含量进行分析。探究不同程度盐胁迫条件下宁夏枸杞代谢物的变化规律及其可能参与的代谢调控途径，为深入解析宁夏枸杞的耐盐机理提供理论依据。主要取得以下研究结果: 1、利用UHPLC-Q-TOFMS技术总共鉴定到130种差异代谢物。与对照组相比，100mmol/LNaCI胁迫处理下，共鉴定到69种差异代谢物。其中上调23种，下调46种;200mmol/LNaCI胁迫处理下，共鉴定到80种差异代谢物，其中上调17种，下调63种;300mmol/LNaCl胁迫处理下，共鉴定到65种差异代谢物，其中上调14种，下调51种。 2、KEGG通路富集分析发现，盐胁追下宁夏枸杞差异代谢物主要参与能量代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、蛋白质降解和吸收、ABC转运体系等重要生物学过程。 3、随着盐胁迫程度的增加，宁夏枸杞叶片中参与能量代谢的柠檬酸、苹果酸、2-氧代乙二酸先显著上调然后显著下调;参与脂类代谢的3-磷酸甘油乙醇胺、甘油磷胆碱、磷脂酰胆碱、棕榈酸的硬脂酸等显著下调，胆碱水平显著上调;氨基酸类代谢物脯氨酸显著上调，而谷氨酸、亮氨酸、精氨酸和苯丙氨酸等显著下调。 4、盐胁迫显著抑制宁夏枸杞叶片的SOD和POD的酶活性，参与调控糖代谢途径的FBP、PFK、α-GC、PGK和GAPDH活性在盐胁迫条件下显著降低，而参与调控TCA循环途径的CS、NAD-MDH、NADP-MDH和PHD活性在低浓度(100mmolFLNaCl)盐胁迫条件下增强，但随着盐胁迫程度的增加又呈下降趋势。 5、盐胁迫条件下参与调控宁夏枸杞能量代谢的ghu、ICDH1、gty、mdh基因的表达量先上升后下降.与代谢组学和生理检测结果的变化趋势相似。gdh1基因的表达量为先下降后上升又下降的趋势，CS基因的表达量则为先上升后下降又上升的趋势。盐胁迫条件下这些基因的差异表达调控了能量代谢相关代谢物的变化。

作者：

马彩霞

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关键词：

宁夏枸杞盐胁迫代谢组差异代谢物调控通路富集分析

授予学位：

硕士

学科专业：

植物学

导师：

梁文裕；王玲霞

学位年度：

2021

学位授予单位：

宁夏大学

语种：

中文

中图分类号：