低磷胁迫下黄瓜木质部与韧皮部汁液的代谢物变化

作     者：李青林 张文涛 徐慧 孙京京 LI QingLin;ZHANG WenTao;XU Hui;SUN JingJing

作者机构：江苏大学农业工程学院 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2022年第55卷第8期

页      面：1617-1629页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

基　　金：国家自然科学基金（62101217） 江苏大学农业装备学部项目（NZXB20200203） 江苏省自然科学基金（BK20190858） 中国博士后基金（2019M661754） 

主　　题：黄瓜 木质部 韧皮部 磷胁迫 代谢组学 生物标志物 

摘      要：【背景】木质部汁液负责为地上部分运输水和营养物质，韧皮部汁液则主要负责光合产物的运输，在植株受到非生物胁迫时，它们会发生不同的变化。【目的】研究低磷胁迫下黄瓜木质部与韧皮部汁液内各种代谢物含量变化，探究黄瓜在低磷胁迫下的代谢变化规律，为黄瓜磷匮乏状态诊断提供新思路与依据。【方法】采集正常磷水平(1.25 mmol·L)与低磷胁迫(0.3125 mmol·L)下黄瓜植株的木质部与韧皮部汁液，经三甲基硅烷化衍生化处理后用气相色谱质谱联用技术(GC-MS)进行检测和定性定量分析。【结果】低磷胁迫下木质部汁液内糖类没有发生显著变化，多数氨基酸的含量与正常情况相比明显上升，有机酸中的苹果酸呈显著下降趋势，软脂酸、油酸等则显著高于正常水平；低磷胁迫下的韧皮部汁液中，糖类与氨基酸多数低于正常水平，草酸、琥珀酸等有机酸的含量也明显降低。此外，为筛选黄瓜木质部与韧皮部汁液内潜在的生物标志物，使用OPLS-DA与独立样本T检测方法对GC-MS试验数据进行进一步分析，结果表明，在黄瓜木质部汁液检出8种低磷胁迫下的潜在生物标志物(VIP1,P1,P0.05)，分别为丝氨酸、亚油酸、10, 13-环氧-11-甲基十八碳-10, 12-二烯酸、脱氢枞酸、N, N-二甲基十二酰胺、2, 2’-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、L-2-哌啶酸。【结论】低磷胁迫下，黄瓜的木质部与韧皮部汁液内的糖类、氨基酸和有机酸均发生了变化，但是变化趋势并不相同。分别在木质部和韧皮部汁液中筛选出8种和7种生物标志物，可为黄瓜磷匮乏状态诊断提供新思路与依据。生物标志物中，苹果酸、四氨基丁酸、软脂酸、丝氨酸与亚油酸的检测手段已经较为成熟，以其为检测对象的黄瓜磷匮乏状态诊断方法具有较好的实用性。