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兰州百合响应自毒胁迫的代谢组学分析

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为探究兰州百合(Lilium davidii var。unicolor)响应自毒胁迫的代谢机制,以1年生(Lily1)、2年生(Lily2)和3年生(Lily3)兰州百合为研究对象,采用气相色谱-质谱(GC-MS)技术分析了不同连作年限兰州百合的代谢组学变化,在其提取物中共检测和鉴定出124种代谢物。利用R软件对样品进行归一化,通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)寻找差异代谢物,并筛选相关代谢物途径进行联合分析。结果表明:Lily1与Lily2的代谢组间存在明显差异,共有16种呈上调的差异代谢物(脂质类、黄酮类、糖类及酚类),且均上调;显著富集至酪氨酸代谢、丙酸代谢和类黄酮生物合成代谢通路。其中脂质类、黄酮类和糖类物质含量的提升表明在兰州百合连作的第2年,自身通过积极合成脂质类、黄酮类和糖类物质来响应自毒胁迫。Lily1与Lily3的代谢组间共有21种差异代谢物,包括1种上调代谢物(3-α-甘露二糖)和20种下调代谢物(胺类、酸类和脂质类);显著富集至5条代谢通路,分别为托烷、哌啶和吡啶生物碱的生物合成、磷酸盐和次磷酸盐的代谢、赖氨酸降解、谷胱甘肽代谢和D-氨基酸代谢。Lily2与Lily3组间同样有21种差异代谢物,唯一上调代谢物也为3-α-甘露二糖。这表明,在兰州百合连作的第3年,糖类物质作为直接参与维持细胞膜稳定性的碳水化合物,积极响应自毒胁迫。20种下调代谢物分别为胺类、酸类和脂质类,仅显著富集至丙酸代谢和类黄酮生物合成代谢通路。

成志远、张燕江、申岳、李广、陈勤、李杰、邢彦宏

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甘肃农业大学资源与环境学院,兰州 730070

甘肃农业大学林学院,兰州 730070

陕西师范大学西北国土资源研究中心,西安 710119

兰州百合 代谢组 自毒 GC-MS

甘肃农业大学科研启动项目自然资源部高寒干旱矿山地质环境修复工程创新项目

GAU-KYQD-2021-35HHGCKK2208

2024

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植物研究
东北林业大学

植物研究

CSTPCD北大核心
影响因子:0.877
ISSN:1673-5102
年,卷(期):2024.44(5)
成志远,张燕江,申岳,等.兰州百合响应自毒胁迫的代谢组学分析[J].植物研究,2024,44(5):793-804.DOI:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.016.