【摘 要】
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目的:人参感染腐皮镰刀菌（Fusarium solani）后,对活体内外细胞壁降解酶（CWDEs）的活性进行提取测定、对其体内相关生理生化指标的变化进行动态分析、并基于UPLC-MS代谢组学技术分析此过程中代谢物的整体变化,希望通过本研究能为阐明人参植株的感病机理、进一步揭示人参与人参根腐病的互作机理及抗病育种提供理论依据。方法:1.采用分光光度法对Fusarium solani在活体内外产生CW
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目的:人参感染腐皮镰刀菌（Fusarium solani）后,对活体内外细胞壁降解酶（CWDEs）的活性进行提取测定、对其体内相关生理生化指标的变化进行动态分析、并基于UPLC-MS代谢组学技术分析此过程中代谢物的整体变化,希望通过本研究能为阐明人参植株的感病机理、进一步揭示人参与人参根腐病的互作机理及抗病育种提供理论依据。方法:1.采用分光光度法对Fusarium solani在活体内外产生CWDEs的活性进行测定,包括PG、PMG、Cx、βG、PMTE和PGTE。2.采用分光光度法和酶标仪法测定人参根部感染Fusarium solani后相关生理生化指标,包括PAL、PPO、POD、SOD、CAT活性及MDA和可溶性糖含量。3.通过UPLC-MS代谢组学技术测定人参根部感染Fusarium solani后的代谢物,并通过PCA和OPLS-DA相结合的多元统计分析方法筛选差异代谢物,并进行KEGG代谢通路富集分析。结果:1.Fusarium solani体外产生CWDEs的活性测定结果表明,Cx和PMG活性在5 d时达到最大,PG和PMTE活性在9 d达到最大、βG和PGTE活性分别在3 d和7 d达到最大,说明纤维素酶Cx和βG先被激活,然后再激活果胶酶。人参接种Fusarium solani后,接菌组PG、PMG和βG活性在21 d达到最大,Cx、PMTE和PGTE活性在7 d达到最大,且显著高于对照组,说明纤维素酶Cx先降解纤维素中的基质多糖和纤维二糖为葡萄糖,然后果胶酶PG和PMG再降解寄主细胞壁中的果胶。2.人参接种Fusarium solani后,其体内生理生化指标与其抗病反应密切相关,接菌组PAL、SOD、CAT活性在14 d时达到最大,PPO活性在7 d时达到最大,POD活性在28 d时达到最大,且显著高于对照组,表明PAL、PPO、POD、SOD和CAT活性均被激活,接菌组MDA含量持续升高,在21 d时出现峰值,表明人参在接菌后21 d时细胞膜的损伤程度最大,接菌组可溶性糖含量呈现快速下降的趋势,可能是一种感病的生理生化表现。3.人参接种Fusarium solani后,随侵染时间的不同,其代谢物含量会发生变化,F7 vs S7组筛选出56个差异代谢物（49个下调,7个上调）,F14 vs S14组筛选出77个差异代谢物（59个下调,18个上调）,F21 vs S21组筛选出28个差异代谢物（14个下调,14个上调）,F28 vs S28组筛选出25个差异代谢物（11个下调,14个上调）,其主要差异代谢物为皂苷、糖和有机酸类,其中上调的代谢物为糖和有机酸类,推测这些代谢物有可能是抗病物质,下调的代谢物为皂苷类,这些代谢物的变化可能影响人参的品质。运用KEGG对差异代谢物进行富集分析共注释到5条代谢通路。结论:人参受到Fusarium solani胁迫后,其体内CWDEs、生理生化指标均在某一天活性或含量达到最大值,从而激活人参对Fusarium solani的抗性,且在Fusarium solani胁迫下人参根中代谢物含量也发生变化,其中皂苷、糖和有机酸类是人参响应Fusarium solani侵染后的主要差异代谢物,且糖和有机酸类上调可能是提高人参抵御Fusarium solani能力的主要原因,这为后期深入研究人参抗菌机制奠定基础。
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