基于非靶向代谢组解析红花石蒜叶片对高温胁迫的响应OA

【目的】揭示高温胁迫下石蒜属植物叶片的代谢响应特征及相关通路,为培育耐极端高温生境的石蒜属新种质提供理论依据。【方法】以红花石蒜为试验材料,于人工气候培养箱中进行42℃高温处理,并分别于处理0 h(对照)、6 h和12 h采集叶片样品,通过LC-MS技术进行非靶向代谢组学分析。【结果】在3个比较组(HS_6 h vs HS_0 h、HS_12 h vs HS_0 h和HS_12 h vs HS_6 h)中分别筛选出338、426、262种差异代谢物。在高温胁迫初期(42℃,6 h),差异代谢物活性整体上被显著抑制,而在高温胁迫后期(42℃,12 h)则转向以上调为主导的代谢重编程。进一步分析表明,脂类和氨基酸及其衍生物是高温胁迫的主要差异代谢物类别,其中脂类在胁迫初期以下调为主导,而氨基酸及其衍生物则在胁迫后期呈现显著上调积累。KEGG代谢通路富集分析显示,高温胁迫诱导的差异代谢物主要参与由“磷脂酰胆碱水解驱动”的脂质代谢途径(含亚油酸代谢、花生四烯酸代谢、α-亚麻酸代谢和甘油磷脂代谢4条支路)和以多种氨基酸(L-脯氨酸、L-苯丙氨酸等)显著积累为特征的氨基酸代谢途径(主要包括氨酰-tRNA生物合成、D-氨基酸代谢和苯丙氨酸代谢3条支路)及次生代谢物的生物合成。【结论】红花石蒜通过“脂质介导的持续膜稳态调控”结合“后期氨基酸驱动的防御网络强化”的协同策略,共同构建其高温适应性网络。