不同效率真菌菌根化对发育中小冠花根部代谢组的影响

《International Journal of Molecular Sciences》：The Effect of Mycorrhization with Fungi of Different Efficiency on the Root Metabolome of Medicago lupulina Within Development

　　

摘要

丛枝菌根（AM）真菌共生效率的潜在机制正受到积极讨论，但关于效率不同的真菌的比较代谢组学研究尚少。本研究旨在评估有效（Rhizophagus irregularis RCAM00320）和无效（Glomus sp. 129.1Te）AM真菌菌株对响应性Medicago lupulina品系MlS-1在两个营养期和两个生殖期根部代谢组的影响。使用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS），注释了超过150种代谢物（氨基酸、羧酸和脂肪酸、糖类等）。有效的AM共生与磷酸、海藻糖和游离脂肪酸16:1水平升高相关，同时三羧酸循环中间体（柠檬酸、苹果酸、琥珀酸）池减少，以及γ-氨基丁酸从分枝期到结果的降低。比较表明，分枝启动期（在无效处理中以低丛枝丰度为特征）可能是决定共生效率的主要关键代谢转变。鉴定了有效AM的新型代谢标志物。网络分析显示，在有效菌根化下氨基酸和脂肪酸簇出现分化，而在无效菌根化下这些簇分离较少，且在对照组中紧密相连。因此，接种效率不同的菌株会产生不同的表型，有效AM诱导了最显著的代谢组重排。