灰葡萄孢侵染草莓植株代谢组的分析
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摘要
草莓灰霉病是草莓大棚种植中的主要病害,它常造成草莓采后和储运过程中大量烂果,引发严重经济损失。其病原菌灰葡萄孢菌寄主范围广,能侵染包括茄科、葫芦科、蔷薇科、豆科、葡萄科等200余种植物。有学者发现该病原侵染葡萄后,寄主防御相关代谢物和病原菌增殖相关代谢物含量均上调,但是有关草莓植株受灰葡萄孢侵染后小分子代谢物的变化鲜有报道。本文采用代谢组学法,研究了灰葡萄孢菌侵染不同时间草莓叶片组织中小分子代谢物的变化,目的是寻找灰葡萄孢侵染草莓植株的生物标志物,为探索灰葡萄孢—草莓植株的互作机制提供参考。在温室条件下,采用孢子悬浮液喷雾对草莓植株接种灰葡萄孢菌,2d、5d和7d后获得病原菌侵染草莓植株叶片。以未接菌的草莓叶片作为对照,进行代谢组提取、衍生化及气相色谱-质谱检测。获得了草莓感病组织代谢组的指纹图谱,根据标准物质的保留时间和质谱特征对色谱峰进行定性,并结合NIST谱库检索结果对其中匹配度大于80%的代谢物进行指认,草莓叶片代谢组中确认了41种代谢物,其中有机酸类有18种、糖类有12种、醇类有7种,其他类别有4种。ANOVA分析显示,在2d、5d和7d采集的样品中,接菌植株与健康植株相比,含量发生显著性变化的代谢物分别为54个、44个和40个。根据OPLS分析获得与灰葡萄孢侵染密切相关的潜在的生物标志物:病原侵染初期(2d)一些代谢物含量显著上调,包括十六烷酸、十八烷酸、莽草酸、D-木糖、D-果糖、半乳糖、蔗糖、来苏糖、β-D-吡喃葡萄糖、肌醇、蜜二糖、红景天苷,而甘油酸和2,3-丁二醇显著下调,这可能与病原侵染初期对寄主植物的刺激有关;一些代谢物则在侵染一段时间后含量水平发生调整,如5d后阿拉伯糖酸、阿拉伯糖醇、半乳糖醛酸、D-核糖、β-D-吡喃甘露糖、叶绿醇上调,7d后苹果酸上调,分析这些代谢物可能处于某些被侵染扰动的代谢途径下游,经过侵染这种外界信号刺激一段时间后发生了累积变化。
引文

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