无针对性的脂质组学研究揭示了在干旱条件下生长的草莓植株中，由三方微生物群落共同作用所引发的响应机制

《Journal of Plant Growth Regulation》：Untargeted Lipidomics Reveals Responses of Tripartite Microbial Consortia-Dependent in Strawberry Plants Growing Under Drought Conditions

草莓干旱胁迫下微生物群落调控脂质组学研究，发现CS1通过增加CAT/APX活性、积累MGDG/SQDG及减少HBMP增强光合与抗氧化能力，而CS2在干旱下降低相关脂质丰度导致胁迫加剧。

　　

摘要

遭受干旱胁迫的草莓植株可能会出现果实产量下降、成熟速度加快以及果实大小、生物量和整体产量显著减少的情况。为了提高植物对干旱胁迫的抵抗力，人们使用了促进植物生长的微生物，如丛枝菌根真菌（AMF）、细菌和酵母。然而，目前关于在水分胁迫条件下用微生物联合体（细菌、AMF和酵母）处理后的草莓植株的脂质组学反应的研究仍然不足。因此，本研究旨在通过非靶向脂质组学方法，识别出与两种选定的微生物联合体（Claroideoglomus claroideum + Naganishia albida + Burkholderia caledonica（CS1）和Funneliformis mosseae + Candida guillermondii + Bacillus tequilensis（CS2）相关的、能够增强草莓植株耐旱性的脂质谱型。我们评估了两种灌溉条件：（i）水分充足的植株（WW，持水能力为85%）和（ii）处于胁迫状态的植株（WS，持水能力为30%）。测量了WW和WS植株的超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化氢酶（CAT）的活性、净光合作用（A）、气孔导度（gs）、蒸腾作用（E）以及光系统II的效率（ФPSII），并分析了它们的脂质谱型。研究发现，在两种灌溉条件下，CS1均提高了CAT和APX的活性，同时降低了SOD的活性，从而提高了植株对水分亏缺的耐受性，并通过增强光合作用性能（A、gs、E和ФPSII）减少了氧化损伤，这比对照植株和CS2更为显著。此外，脂质组学分析表明，脂质调节的变化取决于所接种的微生物联合体。CS1在胁迫条件下提高了植株的耐受性，这种改善是由于galactolipids（MGDG 34:9|MGDG 16:4_18:5、MGDG 34:1|MGDG 16:0_18:1和SQDG 34:1|SQDG 16:0_18:1）的积累，以及hemi-bis(monoacyl)glycerophosphate（HBMP 54:5）的减少所介导的，其中前者是正向调节因子，后者是负向调节因子。而CS2在WS条件下降低了DGDG 36:1|DGDG 18:0_18:1和SQDG 34:1|SQDG 16:0_18:1这两种galactolipids的相对丰度，导致其无法有效耐受胁迫。本研究为在不同类型微生物接种下生长的草莓植株在干旱条件下的脂质组学分析提供了有用的信息。