圣檀（Santalum album）中游离氨基酸谱型及生理反应的宿主依赖性变异增强了其耐旱性

《Scientific Reports》：Host-dependent variation in free amino acid profiles and physiological responses enhancing drought tolerance in Santalum album

　　

摘要

檀香（Santalum album L.）是一种极具价值的半寄生植物，其营养获取依赖于宿主植物，尤其是在非生物胁迫条件下。然而，关于宿主种类对檀香在水分亏缺胁迫下游离氨基酸（FAA）组成的影响仍知之甚少。本研究探讨了11种宿主植物如何在水分亏缺胁迫期间调节檀香根部的FAA组成，旨在识别能够增强抗逆性的宿主特异性代谢适应机制。LC-MS/MS分析显示，FAA组成存在显著的宿主依赖性差异。Pongamia pinnata与檀香的共生关系导致天冬氨酸（7.28 μg g^?1 FW）、谷氨酸（13.87 μg g^?1 FW）和赖氨酸（67.11 μg g^?1 FW）的积累量最高，而Sesbania grandiflora则使精氨酸的积累量最低（0.55 μg g^?1 FW）。Acacia nilotica和Punica granatum显著提升了植物的生理抗逆性，表现为叶绿素含量（5.57 μg mg^?1 FW）、相对含水量（62.8%）以及脯氨酸水平（18.38 μg g^?1 FW）的增加。主成分分析（解释了69.7%的变异）表明，精氨酸、赖氨酸和组氨酸是胁迫条件下代谢变化的关键因素。层次聚类分析进一步证实了宿主特异性的FAA模式，其中Pongamia pinnata及固氮宿主能够促进与胁迫相关的氨基酸合成。宿主的选择对檀香的耐旱性具有重要影响。Pongamia pinnata、Dalbergia sissoo和Punica granatum能够在胁迫条件下增强氮代谢、氨基酸积累及生理特性。这些发现为通过智能选种策略，在半干旱地区的农林系统中提高檀香的抗逆性提供了基于科学的实践方法。