青海野生草地早熟禾响应低温胁迫的代谢组学研究

摘要

为探究青海野生草地早熟禾(Poa pratensis)对低温胁迫的响应机制,本试验以青海省野生草地早熟禾抗寒材料'10-122'和低温敏感材料'09-126'为研究对象,采用生理学测定方法及气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析了低温胁迫下叶片的生理响应及代谢产物差异.试验结果表明,低温敏感材料'09-126'在低温胁迫下过氧化氢、丙二醛含量和超氧根自由基离子生成速率均显著增加,氧化损伤程度高于'10-122';低温胁迫下,'09-126'和'10-122'氨基酸含量分别比常温处理提高了1.91倍和1.97倍,可溶性糖含量分别比常温处理提高了4.83倍和2.81倍.采用代谢组学的方法进一步对差异代谢产物进行分析,发现低温胁迫下,'09-126'中差异代谢物有116个上调,30个下调,'10-122'有66个上调,68个下调,差异代谢物主要富集在糖及糖醇代谢、氨基酸代谢和三羧酸循环代谢通路中,其中脯氨酸、亮氨酸、鸟氨酸和苏氨酸可以作为草地早熟禾响应低温胁迫的主要标志物,丙氨酸、天冬氨酸和丝氨酸含量的变化可能是'10-122'抗寒性高于'09-126'的主要原因.低温条件下'09-126'中棉子糖含量的增加以及'10-122'中海藻糖-6-磷酸含量的增加可能是其适应低温的主要机制.