浮床水芹不同生长阶段水体活性物质代谢组学分析

作     者：孙林鹤 常雅军 韩士群 崔键 刘晓静 姚东瑞 SUN Linhe;CHANG Yajun;HAN Shiqun;CUI Jian;LIU Xiaojing;YAO Dongrui

作者机构：江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏南京210014 江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏南京210014 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏南京210014 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2021年第34卷第8期

页      面：1860-1875页

核心收录：

学科分类：0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0706[理学-大气科学] 090302[农学-植物营养学] 

基　　金：江苏省农业科技自主创新项目(No.CX(18)2027) 国家自然科学基金项目(No.32000270) 江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(No.TD-JNHB-008)。 

主　　题：水芹 代谢组学 根际效应 环境修复 根际微生物 化感作用 

摘      要：为解析浮床水芹在不同生长阶段种植水中活性代谢物特征与差异,揭示水芹化感作用与环境微生物互作机制,对水芹种植水中代谢物进行定性定量研究十分必要.该研究利用非靶向代谢组学技术,采用LC-ESI-MS分析方法对水芹繁殖期、幼苗期、成熟期3阶段种植水中代谢物进行检测,结合多元统计和单变量统计方法筛选出主要代谢物和显著差异代谢物,并对环境修复相关代谢物进行了相关性分析.结果表明:①在不同生长阶段水芹种植水中共检测到306种代谢物,13种代谢物在各时期种植水中的相对含量均超过1%,其中包括甜菜碱、硬脂酸和芥酸酰胺等参与植物抗冻、化感作用和反硝化细菌富集过程的重要代谢物.②共112种代谢物在不同时期种植水中存在显著差异,化感作用代谢物硬脂酸和植物-根际微生物互作代谢物D-(-)-奎宁酸在各时期间均为显著差异代谢物.③相关性分析发现,硬脂酸、壬二酸、肉豆蔻酸、儿茶酚、3,5-二羟基苯甲酸、阿魏酸、水杨酸、咖啡酸和苯甲酸9种化感物质含量之间具有高度相关性(r0.6,P0.01),且在水芹幼苗期相对含量最高.研究显示,水芹种植水中存在至少23种环境修复相关代谢物,其中9种化感物质可能存在协同作用,幼苗期水芹更适于水芹提取物抑藻剂开发.