基于代谢组学探究金线莲对铅胁迫的响应机制

摘要

【目的】通过分析铅胁迫后金线莲代谢产物变化,探讨金线莲对铅胁迫的响应机制。【方法】金线莲苗经铅胁迫处理后,于第0、7、14和30 d采样,测定全株金线莲黄酮、可溶性糖、游离氨基酸和金线莲苷等活性物质含量,分析铅胁迫对金线莲代谢产物的影响。【结果】随着铅胁迫时间的延长,芦丁和水仙苷2种黄酮及可溶性糖含量均呈现先增加后减少的变化趋势。在金线莲中检测出21种游离氨基酸,其中,天冬氨酸含量最高;脯氨酸(Pro)在胁迫后含量快速上升,并维持高位;其余游离氨基酸组分则直至第14 d后,开始出现显著上升(P<0.05)。非靶向代谢组学结果显示,第7、14和30 d差异代谢物数量分别为92、108和67,其中上调为6、32和10,下调为86、76和57,差异代谢物主要集中于脂肪酰基、氨基酸及其衍生物、异戊烯醇磷脂和有机酸类。存在极显著差异的代谢通路包括N-聚糖生物合成(上调),类胡萝卜素生物合成(上调),油菜素甾体生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解,以及不饱和脂肪酸的生物合成。【结论】铅胁迫初期,金线莲可通过调节脂质代谢、氨基酸代谢及黄酮化合物的合成,从而减少胁迫损伤,但长期高含量铅胁迫会导致黄酮、氨基酸和金线莲苷等主要组分含量的下降。