《Antioxidants》：Biopriming with Schizophyllum commune Polysaccharides Modulates Antioxidant and Biochemical Responses in Pisum sativum L. Seedlings
编辑推荐：
本研究调查了来源于意大利（ITA）和塞尔维亚（SRB）两株裂褶菌（Schizophyllum commune）的内源（endo-）和外源（exo-）多糖（PSHs）作为生物刺激剂的潜力，重点评估其在最适和干旱条件下调控豌豆（Pisum sativum L.）幼
本研究调查了来源于意大利（ITA）和塞尔维亚（SRB）两株裂褶菌（Schizophyllum commune）的内源（endo-）和外源（exo-）多糖（PSHs）作为生物刺激剂的潜力，重点评估其在最适和干旱条件下调控豌豆（Pisum sativum L.）幼苗抗氧化防御与生化响应的能力。研究人员通过光谱与显微方法对PSH组分进行结构表征，发现其结构特征具有菌株依赖性和干燥依赖性差异。表征后的PSH用作种子生物引发剂，豌豆幼苗在最适生长和干旱胁迫下培养，并分析酶促与非酶促抗氧化响应及生理生化性状。结果表明，外源PSH差异调控抗氧化酶：SRB主要增强过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX），ITA提高抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化氢酶（CAT）活性。SRB PSH尤其外源PSH对抗氧化相关响应影响最显著，ABTS清除能力提升，DPPH能力较对照改变约35%。ITA内源PSH使叶绿素含量增加26.12%、脯氨酸水平提高1.5倍，显示菌株依赖的生理调控效应。甲醇（MeOH）提取物的LC–MS/MS分析鉴定出甘草素、阿魏酸、原儿茶酸等酚类次生代谢物，可能参与抗氧化响应。多变量分析证实PSH处理与生长条件间存在明确生化分异。综上，结构不同的S. commune PSH可差异调控豌豆幼苗抗氧化防御与关键生化性状，支持其作为真菌来源可持续生物刺激剂以提升最适与干旱条件下植物抗逆性的潜力。
研究背景方面，可持续粮食生产要求降低合成农化品依赖并提高植物对非生物胁迫的韧性。干旱在作物苗期限制建植与产量，传统化学诱抗剂不可持续。真菌尤其是裂褶菌（Schizophyllum commune）可产生结构多样的活性多糖（PSH），如裂褶菌素（schizophyllan, SPG）等β-葡聚糖，但真菌PSH作为种子生物引发剂在豌豆中的抗氧化防御、渗透调节、膜稳定性与次生代谢调控机制尚不清楚。因此，研究人员以意大利（ITA）与塞尔维亚（SRB）两株裂褶菌为材料，系统探究其外源（exo-）与内源（endo-）PSH生物引发对豌豆幼苗抗氧化及生化响应的影响，论文发表于《Antioxidants》。
主要关键技术方法包括：对两株野生裂褶菌进行ITS测序分子鉴定；从液体发酵滤液与菌丝体分别分离exo-PSH和endo-PSH；采用刚果红构象测试、扫描电镜（SEM）、核磁（NMR）、拉曼、衰减全反射傅里叶红外（ATR-FTIR）、热重-差热（TGA–DTA）进行PSH结构表征；以豌豆品种Dunav设不引发、水引发（HP）及4种PSH处理，在最适与PEG 6000模拟干旱下育苗；测定叶绿素、蛋白、脯氨酸（PRO）、酚类、黄酮、酶活与DPPH/ABTS/FRAP/羟基自由基/脂质过氧化等体外抗氧化指标；用LC–MS/MS定性定量植株甲醇提取物次生代谢物；以双向ANOVA、Tukey检验和主成分分析（PCA）进行统计与多变量分析。样本队列为两株地理来源不同的S. commune（SRB 0043、ITA 0047）及对应六种种子处理组合。
研究结果如下。系统发育分析：ITS测序确认两株均为S. commune，支持后续菌株水平比较。PSH表征：刚果红实验显示ITA的exo/endo-PSH具三重螺旋构象，SRB PSH无显著红移更可能为杂多糖随机卷曲；SEM表明干燥方式与平面/孔隙结构受菌株与冻干或风干影响；NMR显示SRB endo-PSH具β-1,3主链与β-1,6分支的β-葡聚糖特征；Raman与ATR-FTIR均证exo-PSH以SPG型β-(1→3)/β-(1→6)-D-葡聚糖为主，并含少量蛋白、酚酸与残留乙醇；TGA显示ITA凝胶结构更稳，SRB较早发生结构转变。抗氧化酶活：干旱使对照ROS解毒酶上调；exo-PSH整体提升酶活，SRB exo-PSH主促POD与GPX，ITA exo-PSH主促APX与CAT。非酶促抗氧化：SRB endo-PSH对DPPH、ABTS、羟基自由基清除和脂质过氧化抑制最强，ITA效应较弱；FRAP还原力受甲醇提取溶剂限制变化不显著。光合色素与生化：干旱降低叶绿素，但ITA endo-PSH使总叶绿素提升26.12%；蛋白含量因条件与菌株而异，endo-PSH总体高于exo-PSH；PRO在ITA endo-PSH处理下较对照高1.5倍，参与渗透调节与 redox 平衡；总酚（TPC）与黄酮（TFC）在endo-PSH尤其SRB处理下积累更明显。LC–MS/MS：检出甘草素、原儿茶酸、对香豆酸、柚皮素等17种酚类，SRB处理样本对香豆酸与柚皮素更丰富，ITA exo-PSH aerial part在干旱下原儿茶酸最高，说明菌株、组织与胁迫共同塑造次生代谢谱。
讨论与结论部分：研究人员指出，PSH生物引发并未直接定量ROS，但酶活、体外清除与膜脂过氧化指标共同显示氧化防御被调控。结构上，β-糖苷键、分支度与三重螺旋可及性影响PSH生物活性；功能上，exo-PSH SRB偏酶促系统，endo-PSH SRB偏非酶促系统，ITA则更多影响叶绿素、脯氨酸与特定酚酸。多变量分析确认处理效应由PSH来源与环境条件共同决定。
结论译为：总体而言，这些发现表明结构不同的S. commune PSH可差异调控豌豆幼苗的抗氧化防御与关键生化性状，支持其作为可持续真菌来源生物刺激剂、在最适与干旱条件下增强植物韧性的潜力。
