干旱胁迫对青稞幼苗小分子代谢成分的影响

Influence of drought stress on small molecule metabolic components of highland barley seedlings

为探究短期干旱胁迫下不同耐旱性青稞幼苗小分子代谢物的变化,以青稞品种(滇青1号和滇青2号)为材料,用20%聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,采用气相质谱-色谱联用仪(GC-MS)对处理组(24 h)和对照组(0 h)的代谢组学进行分析,研究干旱胁迫下青稞的代谢物质变化。结果表明,2个处理组(D1-0与D1-24、D2-0与D2-24)分别有24、10个差异代谢物,其中差异代谢物木糖醇、D-葡萄糖、1-单棕榈素、甘油、乙酰基-L-赖氨酸在2个处理组中共有。对2个处理组的差异代谢物进行分析,发现D1-0与D1-24在胁迫24 h的差异代谢物多于D2-0与D2-24,在D1-0与D1-24中,糖类及多元醇主要以上调为主,而有机酸和氨基酸主要以下调为主;在D2-0与D2-24中发现,糖类及多元醇以上调表达为主。还发现D-葡萄糖、木糖醇、甘油在2个处理组中都是上调表达,而乙酰基-L-赖氨酸、尸胺都是下调表达。KEGG通路分析发现,氨基酸途径在2个处理组中分别有5、1条通路,而碳水化合物途径分别有3、2条通路,其中D1-0与D1-24主要在氨基酸途径中富集,D2-0与D2-24在碳水化合物途径中富集。由此可知在应对短期干旱胁迫时,青稞幼苗主要通过积累木糖醇、D-葡萄糖、甘油、乙酰基-L-赖氨酸等差异代谢物抵御干旱,还发现通路分析中的氨基酸代谢通路和碳水化合物代谢通路与青稞抗旱性密切相关。