大丽轮枝菌与陆地棉互作过程中棉花次生代谢产物分析

【目的】分析大丽轮枝菌与棉花互作过程中的差异代谢产物,发现棉花对大丽轮枝菌防御机制的新线索。【方法】以中棉所24为供试棉花品种,在棉苗2片真叶期伤根接种大丽轮枝菌或无菌水,获得病原菌处理和健康对照的根、茎、叶组织样本材料,采用超高效液相色谱电喷雾质谱(UPLC-ESI-MS)技术对样本材料的70%(体积分数)甲醇水溶液提取物进行分离与检测,经在线XCMS软件处理获得代谢组数据,经多元统计和t检验,获得处理间差异代谢产物,基于相对分子质量实验值与棉花代谢产物准确值比较确定代谢产物的种类。【结果】UPLC-ESI-MS分析棉花代谢组时,负离子检测模式比正离子检测模式效率更高。在棉苗根、茎、叶组织中发现,大丽轮枝菌处理与健康对照有重要差异的代谢产物为576个,主要存在于棉花根部,其中77个鉴定为倍半萜类、二萜类、黄酮类、碳水化合物、脂肪族和酚类物质。除倍半萜物质外,咖啡酸、紫云英苷、异紫云英苷、五桠果素、儿茶素、棉花素-8-鼠李糖苷、棉籽菁、草质素-7-葡萄糖苷、白矢车菊素、槲皮素-3'-葡萄糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-7-葡萄糖苷、α,2',3,3',4,4',6-庚羟基查耳酮2'-葡萄糖苷、蜜二糖、蔗糖、蔗糖6-磷酸和1-三十四烷醇这17种物质在大丽轮枝菌与棉花互作相关文献中未见报道,可能为新发现的棉花黄萎病病程相关代谢产物。【结论】推定的棉花黄萎病病程相关代谢产物,可能在棉花抵御大丽轮枝菌过程中扮演重要角色,为探索棉花对黄萎病抗病机制提供了新的重要线索。

UPLC-ESI-MS分析中棉花次生代谢物标准品推定和加合物形成

【目的】建立超高效液相色谱电喷雾质谱(Ultra-performance liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry,UPLC-ESI-MS)分析中棉花代谢产物的高通量鉴定方法;探讨特定UPLC和ESI模式条件下棉花次生代谢产物的加合物种类、主导加合物及适宜的ESI模式。【方法】利用高效液相色谱电喷雾质谱对18个棉花代谢产物标准品进行分析,采用在线XCMS软件进行无靶标质谱数据提取,利用MATLAB软件编程计算程序建立标准品鉴定方法。【结果】针对电喷雾正、负离子模式,建立了基于计算准确相对分子质量的棉花次生代谢产物标准品的快速鉴定方法 POSid和NEGid;特定超高效液相色谱和电喷雾正、负离子模式下14个标准品得到正确鉴定。正离子模式下出现[M+H]^+、[M+Na]^+、[M+NH4]^+、[2M+NH_4]^+、[2M+Na]^+和[2M+H]^+6种加合物,负离子模式下出现[M-H]^-、[2M-H]^-、[M+Cl]^-、[M+FA-H]^-、[3M-H]-、[M+Na-2H]^-、[M-H_2O-H]^-和[M+TFA-H]^-8种加合物,单个标准品的质谱可观察到1~6种加合物,每个标准品均有主导加合物并具有电喷雾离子模式的偏好性。蜜二糖适合电喷雾正离子模式检测,棉酚适合2种离子模式检测;12种化合物均是负离子模式信号强于正离子模式,适合采用负离子模式检测。【结论】建立的基于计算准确相对分子质量的代谢产物鉴定方法,能实现对18个棉花次生代谢产物标准品的无靶标质谱数据的鉴定。特定超高效液相色谱和电喷雾条件下,棉花次生代谢产物的主导加合物具有电喷雾离子模式的偏好性。这些结果为开展棉花代谢组研究提供了技术和理论数据支撑。