AMF和DSE对紫花苜蓿生长发育及叶片代谢组分的影响

Effects of AMF and DSE on the growth and development and metabolic fractions of leaves of Medicago sativa

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摘要丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)能与植物形成良好的共生关系,并促进植物的生长发育.然而,当前AMF和DSE促进植物生长发育的调控机制在很大程度上仍不清楚.为探究AMF和DSE对紫花苜蓿的促生作用及叶片代谢组分的影响,通过温室盆栽模拟实验,设计CK、AMF、DSE、AMF+DSE 4种接种处理,测定在土壤灭菌条件下不同处理对紫花苜蓿幼苗根系侵染率、生理生长、营养状况等指标.同时,建立基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术(UPLC-Q-TOF-MS)的非靶向代谢组学方法,分析不同处理紫花苜蓿叶片代谢产物的差异.结果表明:AMF和DSE促进紫花苜蓿根系发育(根长、根体积、根尖数、根表面积和根投影面积)、增加紫花苜蓿生物量、叶绿素和营养元素含量.紫花苜蓿叶片代谢组学分析共鉴定出91种代谢产物,其中脂质和类脂分子的含量占比最大,且接菌增加了代谢产物中脂质和类脂分子的比例,通路分析表明,接菌对甘油磷脂代谢、半乳糖代谢和卟啉叶绿素代谢影响较大.与其他处理相比,影响代谢途径的关键代谢产物磷脂酰乙醇胺、甘油、棕榈酸、β-胡萝卜素在AMF+DSE联合接种中含量最高.本研究结果为AMF和DSE对紫花苜蓿的生长和代谢机制的影响提供理论依据.