外源CBD缓解烟草Cd胁迫的代谢组学分析

[目的]探究外源大麻二酚(CBD)对镉(Cd)胁迫下烟草的缓解效应.[方法]以烟草品种K326 为研究对象,施用乙酸镉,并将CBD喷施于Cd胁迫烟株叶面,测定各处理烟株Cd含量,并基于GC-MS和LC-MS/MS的靶向和非靶向组学方法分析烟株代谢物的差异.[结果](1)CBD能提高烟株的Cd耐受系数,显著降低烟株地上部分的Cd积累量.(2)不同处理烟株代谢物存在明显差异,其中有 15种初生代谢物、8 种生物碱、12 种植物激素差异显著.(3)施用CBD后,Cd胁迫下烟株根部的有机酸(苏糖酸、棕榈酸、丁二酸、乙醇酸、葡萄糖酸)、肌醇半乳糖苷、丙氨酸等初生代谢物含量减少;生物碱与植物激素合成趋于正常水平.(4)烟株中葡萄糖酸、乙醇酸、乳酸、肌醇半乳糖苷、甘油含量与烟碱呈正相关,其可能是重金属胁迫下,调控生物碱合成的潜在物质.(5)CBD可以调节烟株色氨酸、酪氨酸代谢等响应胁迫的代谢通路恢复正常,并通过调节硫代谢,改善植株对养分的吸收利用,使TCA循环等能量代谢通路恢复,保证烟草中生物碱类等特异性次生代谢物的稳定合成.[结论]外源CBD可通过改变代谢途径缓解烟株Cd毒害,为降低烟草重金属污染提供新途径.