基于代谢组学技术的铜线树钻对枣疯病的抗性机理研究

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枣属鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Zizyphus)植物。枣树是我国重要的干果和特色经济树种之一,是我国最古老而又独有的树种之一,已有8000多年的栽培历史。因为它容易管理,结果早,营养丰富和用途广泛的特点,被30多个国家引入并推广到全世界。我国除了黑龙江地区没有栽植外,其他地区均有栽植。尤其以山西、河北、山东、河南、陕西五省栽培面积较大,已经成为农业生产的重要组成部分,对繁荣农村经济,提高人民生活水平起到了积极作用。  西山焦枣是安徽池州的传统名特产果树品种,枣树栽培曾受枣疯病的严重危害,早在1984年,安徽农业大学园艺学院王谷媛教授提出改用铜钱树作为抗枣疯病砧木,多年来证实铜钱树作为砧木确实具有抗枣疯病的能力,而且迄今仍在枣栽培中大规模使用,有效的防止了枣疯病,且树势较旺,果实品质也有一定程度提高。  本实验以铜钱树砧和西山焦枣本砧的新梢为试材,采用代谢组学技术研究,结合植物材料本身的特点,通过对枣树新梢的代谢产物进行代谢组学分析,分别制备铜钱树砧接种组和对照组新梢样品、枣本砧接种组和对照组新梢样品,通过研磨、称量、浸提、衍生化后得到各处理的水相提取物,利用气-质联用技术(GC-MS)进行样品分析,并根据NIST和Wiley数据库,检测这些代谢物在枣树生长发育过程中的代谢流变化,比较不同的处理间的主要代谢物差异。这些研究工作将为研究和揭示枣疯病的抗病机理提供依据。  建立了枣树新梢水相提取物的代谢谱分析技术平台,并对枣树新梢水相供试样品进行GC-MS分析。结果表明,枣树新梢各处理的色谱峰区分度较好,分离效果很好,多种糖酸得到了有效的分离,证实了衍生化方法得当可行,优化后的色谱条件适宜枣树新梢水相样品。利用NIST质谱数据库对图谱中的代谢物逐一进行检索和鉴定,从分离得到的质谱峰中鉴定出183个峰,得出枣树新梢各处理水相提取物中最主要的成分是糖类,糖苷类,醇类,有机酸类和氨基酸类。  对枣树各处理水相提取物的GC-MS检测数据进行PCA和PLS分析,结果显示,各处理样品能进行很好的区分,说明各个处理的代谢物质组成差异不大,但是同种砧木的分布形态几乎相似,表明铜钱树砧和枣本砧中两种砧木的物质组成差异很大。同一处理的不同生育时期枣树新梢样品的集中度较好,说明本实验的的重复性较好。  根据枣树新梢水相提取物的PLS-DA分析,鉴定后得到VIP组分信息,在按VIP值的大小依次排列的前20种代谢物组分中,主要包括糖和糖苷类,有机酸类和氨基酸类。由此可知,铜钱树砧西山焦枣和本砧西山焦枣两种砧木的新梢样品中,被嫁接枣疯病后,枣树的糖酸代谢和氨基酸代谢发生了显著变化,为揭示枣疯病侵入枣树后,枣树哪些代谢途径的变化提供了重要依据,对研究枣树枣疯病的抗病机理也具有十分重要的意义。
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