基于超高效液相色谱—四极杆飞行时间串联质谱的连作芦笋的代谢物质研究
作者单位：江西省农业科学院蔬菜花卉研究所
会议名称：《中国园艺学会2018年学术年会》
会议日期：2018年
学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学]
基 金：国家自然科学基金项目(31460514) 江西省青年科学基金项目(20142BAB214015) 江西省农业科学院创新基金博士启动项目(2013CBS003) 国家人社部留学人员科技活动项目(2015-09) 国家留学基金委公派留学项目(201508360059)
摘 要：连作障碍严重制约了芦笋(Asparagus officinalis L.)生产。作为多年生蔬菜,芦笋根系十分发达,5年生芦笋根多达1000多条,根系释放自毒物质到土壤中是芦笋连作障碍的重要原因之一。本研究中采用超高效液相色谱—四极杆飞行时间串联质谱技术,研究了芦笋在连作条件下叶、根和土壤的代谢物质情况,分析了连作与非连作条件下芦笋代谢物质种类和丰度的变化。明确了芦笋对连作的代谢组响应情况,以期从代谢组学角度解析芦笋连作障碍产生机理。以早期育成的美国芦笋品种‘UC157’为供试材料,将预处理露白芦笋种子播种于营养钵中,作一次连作处理,人工气候室培养60 d为一个处理周期,分别取连作和非连作的芦笋叶、根系和根际土壤各6 g,6次重复。利用Büchi提取仪(Model E-916,Büchi Corporation,Flawil,Switzerland),设置甲醇两循环提取,提取液经真空振荡蒸发仪浓缩,0.22μm微孔过滤器过滤后上机。仪器为超高效液相色谱—四极杆飞行时间串联质谱仪(Agilent Technologies,Mulgrave,Australia)。结果表明:从芦笋叶片、根系和根际土壤中检测出短肽链及衍生物分别为43种、39种和43种,酯类分别为25种、27种和25种;酮类分别为3种、3种和1种;酸类分别为14种、16种和13种;苯酚分别为4种、4种和4种;胺类分别为19种、20种和18种;醌类均为2种;碱类分别为13种、12种和13种;烷类分别为3种、3种和4种;醇类均为9种;苷类分别为7种、7种和6种。分析发现,芦笋叶片和根系代谢物质丰度百分比与种类基本相近,而与根际土壤存在一定差异。这应与土壤环境比较复杂及存在大量微生物有关。自毒物质苯甲酸酯、苯甲酸、苯酚等在连作芦笋根际土壤均较非连作条件下丰度百分比显著增加。另外,还检测出水杨酸等生长调节物质表现出连作芦笋植株中丰度百分比低于非连作。根据本结果,说明芦笋连作使芦笋自毒物质含量增加,同时有助于增加抗性的物质含量也有下降,使得芦笋在连作条件下表现出生长势弱产量下降的现象。