NaHCO_(3)胁迫下马铃薯根系代谢组差异分析

作     者：逯春杏 王晓娇 曹春梅 许飞 张胜 LU Chunxing;WANG Xiaojiao;CAO Chunmei;XU Fei;ZHANG Sheng

作者机构：内蒙古农业大学农学院呼和浩特010018 内蒙古自治区农牧业科学院特色作物研究所呼和浩特010030 

出 版 物：《西北植物学报》 (Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：760-771页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2023YFD2302100) 内蒙古自然科学基金项目(2020MS03087) 内蒙古农牧业青年创新基金项目(2021QNJJIN14) 内蒙古自治区育种联合攻关项目(YZ2023006) 

主　　题：马铃薯 NaHCO_(3)胁迫 根系 代谢物 代谢通路 

摘      要：【目的】分析马铃薯根系对NaHCO_(3)胁迫的代谢组学差异,揭示不同马铃薯品种响应NaHCO_(3)胁迫的代谢分子机制,为优化马铃薯育种、栽培技术措施以及生产应用提供理论依据。【方法】以马铃薯‘V_(7)’和‘康尼贝克’2个品种幼苗根系为研究对象,选用不同浓度梯度(CK、10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L、50 mmol/L)NaHCO_(3)溶液模拟碱胁迫,胁迫7 d后,结合非靶向代谢组学检测方法,用高效液相色谱(LC-MS)技术及多维统计学对2个马铃薯品种根系代谢产物进行检测分析。【结果】(1)NaHCO_(3)胁迫下,‘V_(7)’根系中检测到160种代谢物上调、91种代谢物下调,‘康尼贝克’根系中125种代谢物上调、52种代谢物下调。(2)2个品种各筛选出10条差异代谢通路,其中植物次生代谢产物的生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、由组氨酸和嘌呤衍生的生物碱合成以及嘧啶代谢这4条差异代谢通路是马铃薯根系响应碱胁迫的关键代谢途径。(3)糖类、酰胺类化合物、胺类、含氧有机化合物、生物碱、酚酸类、菑体-皂苷元等差异代谢物均参与到了马铃薯响应NaHCO_(3)胁迫的复杂调控网络中。【结论】筛选出马铃薯根系响应NaHCO_(3)胁迫的关键代谢产物以及代谢途径,耐碱性品种‘V_(7)’与碱敏感性品种‘康尼贝克’二者根系代谢组学存在差异性;同时,同一个品种不同胁迫程度下其根系代谢与CK也存在差异性。氨基酸及其衍生物、有机酸、尿囊素这3类差异代谢物含量的积累是‘V_(7)’根系代谢过程活跃、耐碱性能力强于‘康尼贝克’的重要特征分子。