盾叶薯蓣须根响应低磷胁迫的GC-MS代谢产物及基因表达特征分析

目的 探讨盾叶薯蓣须根在低磷胁迫下的代谢产物及基因表达特征。方法 设置重度胁迫组、中度胁迫组与正常组模拟盾叶薯蓣低磷胁迫实验，在胁迫初期采取盾叶薯蓣须根，分别利用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）衍生化及RNA-seq技术对其代谢产物和转录组特征进行分析，通过对不同处理代谢产物的多元统计分析、差异表达基因的功能分析及数据挖掘，筛选低磷胁迫下盾叶薯蓣须根产生的代谢标志物，分析差异表达基因的代谢通路特征。结果 从盾叶薯蓣须根中共检测到116个GC-MS代谢产物，不同低磷处理下盾叶薯蓣须根的代谢特征存在明显差异，利用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）模型从不同处理须根的代谢产物中筛选到6个差异代谢物，主要为糖类、醇类等成分，这些物质可能是盾叶薯蓣须根响应低磷胁迫的代谢标志物；重度胁迫组与正常组中筛选到的差异基因主要富集到过氧化物酶途径、磷酸盐和次磷酸盐代谢途径，重度胁迫组与中度胁迫组中筛选到的差异基因主要富集到谷胱甘肽代谢途径及磷酸戊糖途径；从须根中筛选出177个潜在响应低磷胁迫的差异基因，涉及萜类骨架、肌醇生物合成等多个途径，这与盾叶薯蓣须根部位响应低磷胁迫的代谢差异物多为糖类与肌醇等物质相吻合。结论 低磷胁迫下盾叶薯蓣须根部位的代谢产物及基因表达均发生了相应的应答，差异代谢物与差异表达基因具有密切的关系，该研究为盾叶薯蓣响应低磷胁迫的分子机制提供理论依据。

GC-MS Metabolites and Gene Expression Characteristics in Fibrous Roots of Dioscorea zingiberensis in Response to Low Phosphorus Stress