硫营养对不同抗性西瓜响应蔓枯病菌侵染的代谢组分析

摘 要：硫在植物生长发育和抗病防御过程中具有重要作用。为探究硫营养对不同抗性西瓜响应蔓枯病菌侵染的代谢调控机制，采用超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS）技术，对比分析了硫营养处理下蔓枯病菌侵染24 h 不同抗性西瓜的代谢组变化，并结合主成分分析（PCA）、层次聚类分析（HCA）及KEGG 通路富集分析，解析差异代谢物的种类及其涉及的关键代谢通路。结果表明，硫营养处理显著改变了西瓜代谢谱，在抗病植株中鉴定到183 种差异代谢物，主要富集在苯丙烷生物合成和II 型聚酮产物合成通路；感病植株中共鉴定到177 种差异代谢物，主要富集在次级代谢物的生物合成和苯丙烷类化合物的生物合成等通路。进一步分析表明，抗、感植株的差异代谢物主要富集在苯丙烷生物合成途径，该途径中L-苯丙氨酸、香豆素、反式茴香烯和丁香酚在不同抗性植株中呈现差异积累模式，可能是参与硫诱导条件下蔓枯病抗性形成的关键代谢物。综上，本研究从代谢角度揭示了硫营养调控西瓜抗感病材料对蔓枯病菌侵染响应的分子机制，硫营养通过诱导植株代谢物的变化，促进苯丙烷类化合物的积累，从而增强对蔓枯病的抗性。本研究结果为西瓜蔓枯病的科学防治奠定了基础。