盐胁迫下柽柳的生长变化和代谢分析

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盐害是植物最常遇到的环境胁迫之一。盐胁迫会影响植物对水分的吸收,造成植物的生理干旱,严重影响着植物的生长和生产力。柽柳具有优良的耐盐、抗旱和耐高温能力,是一种研究耐盐胁迫生理和分子机制的理想木本植物,然而,对柽柳耐盐的代谢组学研究还未见报道。  观察了盐胁迫下不同时间点时柽柳生长和形态的变化,并测定了在250mM NaCl胁迫处理后的柽柳鲜重和相对含水量、叶绿素含量、MDA含量、SOD和POD酶活性的变化。发现在逆境下,柽柳的鲜重和相对含水量、叶绿素含量、MDA含量、POD和SOD酶活等发生变化,说明盐胁迫处理已经导致了柽柳生理状态发生改变,适合于进行代谢组分析。提取了各个胁迫时间点时柽柳根和叶中的代谢产物,然后用气相色谱-质谱连用仪(GC-MS)对代谢产物进行鉴定。经过处理后的规范化的数据导入Simca-P软件,进行差异性代谢产物的分析,然后进行多元统计分析。  分析了各个胁迫时间点时与对照组相比根和叶中的差异性代谢产物。在盐胁迫24、72、96、120和168 h,叶片中分别发现了23、26、16、12、17种不同的代谢产物,根中则分别发现了9、23、25、14和22种不同的代谢物。并具体分析了各个时间点代谢产物的变化。发现一些代谢产物如甘油、木糖醇、肌醇等在不同的胁迫时间都有出现。  盐胁迫后,柽柳根和叶中主要的不同代谢产物如有机酸、糖醇、肌醇和其他可溶性有机化合物,这都是渗透调节物质。盐胁迫主要影响叶子中糖和多元醇的代谢。相对于根,叶子中的糖酵解更为强烈。说明盐胁迫下柽柳的代谢调控具有组织特异性。  通过柽柳叶片总样本和根总样本代谢产物的多元统计分析,可以看出柽柳在盐胁迫的前期(24、72、96h)和盐胁迫的后期(120、168h)的代谢产物之间有明显的分离,在不同盐胁迫时期可能存在着不同的代谢调控。通过柽柳根的代谢组的多元统计分析,可以看出柽柳根中的代谢产物都是分离的,即不同的胁迫时间点的代谢调控均不相同。多元统计分析方法可以快速而有效的找出差异性的代谢产物。
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