| 张凯玮,陈蒙,张雪,李越,董春村,杨晨烨,李勇,余向阳.基于代谢组学研究乙草胺对上海青生理代谢影响[J].农业环境科学学报,2025,44(10):2499-2507. |
| 基于代谢组学研究乙草胺对上海青生理代谢影响 |
| Metabolomics reveals the effects of pesticide acetochlor on the physiological metabolism of Chinese cabbage |
| 投稿时间：2024-10-30 |
| DOI：10.11654/jaes.2024-0929 |
| 中文关键词: 代谢组学 除草剂 乙草胺 胁迫响应 代谢通路 |
| 英文关键词: metabolomics herbicide acetochlor stress response metabolic pathway |
| 基金项目:国家自然科学基金项目（32272583） |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 张凯玮 | 南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心, 南京 210046
省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | | | 陈蒙 | 省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | | | 张雪 | 省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | | | 李越 | 省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | | | 董春村 | 省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | | | 杨晨烨 | 江苏省农业科学院中心实验室, 南京 210014 | | | 李勇 | 省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | liyong201508@jaas.ac.cn | | 余向阳 | 南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心, 南京 210046
省部共建国家重点实验室培育基地 江苏省食品质量安全重点实验室, 南京 210014
江苏省农业科学院 农产品质量安全与营养研究所, 南京 210014 | yuxy@jaas.ac.cn |
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| 中文摘要: |
| 为探究乙草胺除草剂喷施对上海青体内生理及代谢的影响，本试验基于生理生化指标及代谢组学分析，对不同剂量乙草胺胁迫下上海青生理变化及代谢产物差异进行研究。结果表明：低剂量（5 mg·L-1）和高剂量（50 mg·-1）乙草胺均引起上海青叶片氧化应激反应，致使丙二醛含量、超氧化物歧化酶及过氧化物酶活性显著增加。高剂量乙草胺显著抑制光合作用（叶绿素含量降低）及总蛋白质合成，致使青菜生长受到抑制。基于代谢组学分析，鉴定出148个显著差异代谢物。高、低剂量组中亚油酸、亚麻酸均显著累积，有助于维持细胞膜的流动性和调节渗透压。在低剂量乙草胺组，叶片中与防御相关的氨基酸、类黄酮、酚酸显著累积，有助于植物防御胁迫响应，而高剂量组这些物质显著降低，其可能降低了植物对农药的适应性。此外，高剂量乙草胺显著影响植物碳代谢通路，大部分有机酸及溶血磷脂酰胆碱物质含量显著下降，这可能与光合作用减弱有关。研究表明，高、低浓度乙草胺造成了上海青叶片不同的生理反应，上海青对不同浓度的乙草胺启动了不同的代谢防御机制。 |
| 英文摘要: |
| To study the impact of acetochlor on the physiological metabolism of the Chinese cabbage, in this study, we examined the impact of acetochlor with various doses on the physiological changes and metabolite differences of Chinese cabbage through physiological and biochemical indices, as well as metabolomics analysis. The findings revealed that both low（5 mg · L-1）and high（50 mg · L-1）doses of acetochlor induced oxidative stress in Chinese cabbage, evidenced by a significant increase in malondialdehyde levels and the activities of superoxide dismutase and peroxidase. The high dose notably inhibited photosynthesis（chlorophyll content decrease）and total protein synthesis, ultimately leading to growth inhibition in Chinese cabbage. Metabolomics analysis identified 148 significantly altered metabolites. Linoleic acid and linolenic acid, which are crucial for maintaining cell membrane fluidity and regulating osmotic pressure, were significantly accumulated in both the high- and low-dose groups. In the low-dose group, there was a notable accumulation of defense-related amino acids, flavonoids, and phenolic acids in the leaves, which supported the plant defense response to stress. Conversely, these compounds were significantly decreased in the high-dose group, potentially impairing the plant adaptability to pesticides. Furthermore, the high dose of acetochlor significantly impacted the plant carbon metabolic pathway, leading to a marked reduction in the levels of most organic acids and lysophosphatidylcholine, likely associated with decreased photosynthesis. It was shown that high and low concentrations of acetochlor caused different physiological responses in Chinese cabbage leaves, and Chinese cabbage initiated different metabolic defence mechanisms to different concentrations of acetochlor. |
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