_控水处理对紫花苜蓿抗寒性影响的代谢组学分析

２结果与分析２．１地上部和地下部干物质量从阶段１到阶段４，地上部干物质量逐渐增加，但是在两处理之间并未发现显著性差异。相比之下，地下部干物质量较稳定，在整个试验过程中无显著性变化，且在处理之间无显著性差异（图１）。因此，在ＷＤ和ＷＷ处理之间，苜蓿抗寒性的显著性差异（图２）并非是由生长差异造成。图１试验期间地上部和地下部干物质量Ｆｉｇ．１ＤｒｙｗｅｉｇｈｔｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄａｎｄｂｅｌｏｗｇｒｏｕｎｄｐａｒｔｓｏｆａｌｆａｌｆａｉｎｆｏｕｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｈａｓｅｓＷＤ：控水处理Ｗａｔｅｒｄｅｆｉｃｉｔ；ＷＷ：充分浇水Ｗｅｌｌｗａｔｅｒｅｄ．不同小写字母表示在Ｐ＜０．０５水平差异显著，下同。Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｉｇ－ｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｔＰ＜０．０５，ｔｈｅｓａｍｅｂｅｌｏｗ．２．２抗寒性的变化图２试验期间苜蓿根颈低温半致死温度Ｆｉｇ．２Ｓｅｍｉｌｅｔｈａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆａｌｆａｌｆａｃｒｏｗｎｉｎｆｏｕｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｈａｓｅｓ与充分浇水（ＷＷ）相比，控水处理（ＷＤ）对苜蓿ＬＴ５０的大小产生了显著性的影响（图２）。从阶段２的控水处理开始，到阶段３的４℃／０℃（光／暗）和阶段４的－２℃／－６℃（光／暗）低温处理，ＷＷ的ＬＴ５０大小是逐渐增大的，而ＷＤ的ＬＴ５０大小是逐渐减小的，ＷＤ的ＬＴ５０大小显著小于ＷＷ（Ｐ＜０．０５），也就是说ＷＤ处理的苜蓿抗寒性更好。与阶段１的初始值相比，到阶段４结束，ＷＷ的ＬＴ５０增加了２２．２％，而ＷＤ的ＬＴ５０减小了１１．０％。无论是在常温还是在低温环境下，控水处理都提高了紫花苜蓿的抗寒性，并且在低温环境下，此效应更加显著。图３丙二醛及总可溶性糖含量变化Ｆｉｇ．３Ｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｌｏｎｄｉａｌｄｅｈｙｄｅａｎｄｔｏｔａｌｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒｉｎａｌｆａｌｆａｃｒｏｗｎ９０１第２９卷第１期草业学报２０２０年２．３膜脂过氧化及渗透调节物质图４３个对比组的ＯＰＬＳ－ＤＡ模型得分图Ｆｉｇ．４ＴｈｅｓｃｏｒｅｐｌｏｔｓｏｆＯＰＬＳ－ＤＡｍｏｄｅｓｏｆｔｈｒｅｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｇｒｏｕｐｓ丙二醛是细胞膜系统受到活性氧氧化后的产物，能够代表膜脂过氧化的程度。在ＷＤ处理中，丙二醛的含量在控水处理和降低温度处理后逐渐增大（图３）。但是，在ＷＷ处理中却并未发现相近的变化趋势。只有在阶段４处理结束时，丙二醛的含量在两处理间出现了显著性差异，ＷＤ处理中的丙二醛含量显著大于ＷＷ。在阶段３处理过程中，总可溶性糖含量显著累积（图３）。在阶段４的处理过程，它的含量又有所下降。与ＷＤ处理相比，ＷＷ处理中总可溶性糖含量下降更加显著。总可溶性糖含量在零上低温有所增加，在零下低温有所下降。从阶段２到阶段４，总可溶性糖的含量在两处理间存在显著差异，ＷＤ处理显著高于ＷＷ。由此可见，总可溶性糖是对控水处理和低温环境比较敏感的指标。２．４代谢组学分析２．４．１差异代谢物的筛选原始数据通过ＰＣＡ和ＯＰＬＳ－ＤＡ分析可以将两组处理样品分开，但是ＯＰＬＳ－ＤＡ模型的分离效果更好，差异代谢物的筛选标准根据ＯＰＬＳ－ＤＡ模型参数ＶＩＰ＞１和Ｐ＜０．０５进行分离，图４展示了ＯＰＬＳ－ＤＡ的分离效果。另外，表１还列举了筛选出来的差异代谢物的总量，同时统计了上调和下调的代谢物、能够在数据库中获得ＣＩＤ号以及最终能够在ＫＥＧＧ被注释到的代谢物。２．４．２差异代谢物的分类在３个对比分组中筛选出来的差异代谢物被划分为１７个类和６１个亚类（表２）。根据每个亚类中所包含的差异代谢物数量的多少，分别被赋予了不同的颜色。根据所包含差异代谢物的数量的大小，发现脂肪酰基类、甘油磷脂和聚酮类是最活跃的３个类别，另外脂肪酸及其衍生物、黄酮类和类花生酸是最活跃的３个亚类。这些数量较多的差异代谢物可能是影响处理间抗寒性差异的主要原因，为进一步分析这些物质所参与的代谢活动，后续进行ＫＥＧＧ富集分析。２．４．３ＫＥＧＧ富集分析ＫＥＧＧ通路富集分析是表１３个对比分组中所筛选出来的差异代谢物数量Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｆｒｏｍｓｅｖｅｒａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ项目ＩｔｅｍＷＤ＿１ｖｓＷＷ＿１ＷＤ＿２ｖｓＷＷ＿２ＷＤ＿３ｖｓＷＷ＿３所有代谢物数量Ａｌｌｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ７５６０１５３上调Ｕｐ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ３５３０７７下调Ｄｏｗｎ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ４０３０７６ＣＩＤ数量ＮｕｍｂｅｒｏｆＣＩＤ２８１４４２在ＫＥＧＧ中注释的数量Ａｎｎｏ－ｔａｔｉｏｎｉｎＫＥＧＧ１４８２３了解与生物学过程最相关代谢通路的主要方法。但是，筛选出来的差异代谢物只有一部分可以获得ＣＩＤ号且能够在ＫＥＧＧ数据库中进行