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碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究

李兴鹏 张杨 王瑞珍 董雷鸣

李兴鹏, 张杨, 王瑞珍, 董雷鸣. 碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
引用本文: 李兴鹏, 张杨, 王瑞珍, 董雷鸣. 碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
LI Xingpeng, ZHANG Yang, WANG Ruizhen, DONG Leiming. Metabolome of nematicidal fungus Esteya vermicola in carbon and nitrogen culture[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
Citation: LI Xingpeng, ZHANG Yang, WANG Ruizhen, DONG Leiming. Metabolome of nematicidal fungus Esteya vermicola in carbon and nitrogen culture[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828

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碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(31800547)
详细信息
    作者简介: 李兴鹏(ORCID: 0000-0001-5706-3692),从事森林保护研究。E-mail: lxpjsx@126.com
    通信作者: 董雷鸣(ORCID: 0000-0003-0111-3720),高级工程师,从事林木遗传育种研究。E-mail: dongleiming2008@126.com
  • 中图分类号: S718.8

Metabolome of nematicidal fungus Esteya vermicola in carbon and nitrogen culture

  • 摘要:   目的  比较伊氏杀线虫真菌Esteya vermicola(EV菌)在碳、氮营养源培养下的代谢差异,并找到重要代谢物或信号分子。  方法  选取培养真菌的碳培养基[主要为马铃薯葡萄糖肉汤培养基(PDB)]和培养细菌的氮培养基(主要为酵母粉),将EV菌在2种培养基上25 ℃条件下培养7 d,收获菌丝体并提取代谢产物。采用非靶标的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS),在阴、阳离子模式下对代谢物组分进行分析和鉴定,并分析差异显著代谢物的代谢通路。  结果  共得到498种代谢物,阴、阳离子模式分别有176和362种,其中2种模式共同含有40种。差异显著的代谢物共有444种,占总数的89.2%,其中阴、阳离子模式分别有162和310种,有28种为2种模式共有。主成分和偏最小二乘判别分析均可使碳、氮培养条件下的代谢物聚为不同的簇并显著分离。氮培养条件下,磷酸胍基乙酸酯和对甲酚硫酸盐是大量产生且特有的代谢物;重要代谢物尿囊素、光色素、吲哚和海藻糖产量显著上调。通路分析将显著上调和下调的代谢物分别富集到氨基酸和糖类代谢相关的代谢通路。  结论  EV菌在碳培养和氮培养条件下呈现明显的代谢差异,代谢通路主要涉及糖类和氨基酸代谢。重要代谢物可为EV菌的高效培养和应用提供基础。图3表2参31
  • 图  1  碳、氮培养条件下EV菌代谢物的PCA和PLS-DA分析

    Figure  1  PCA and PLS-DA of EV metabolites under carbon and nitrogen culture conditions

    图  2  碳、氮培养条件下EV菌的差异代谢物

    Figure  2  Differential metabolites of EV bacteria under carbon and nitrogen culture conditions

    图  3  差异代谢产物富集到的显著代谢通路

    Figure  3  Significant metabolic pathways enriched by differential metabolites

    表  1  部分差异化合物

    Table  1.   Part of significantly different metabolites

    化合物名称质荷比保留时间/min二级数据库得分变化倍数PKEGG编号
    磷酸胍基乙酸酯 198.03 9.86 62 12.46 1.13E−13 C03166
    对甲酚硫酸盐 187.01 6.17 53 12.41 8.88E−15
    邻氨基苯甲酸酯 136.04 2.00 50 9.93 1.67E−08 C00108
    尿酸 190.05 1.29 40 8.26 6.26E−07 C01717
    尼古丁 163.12 4.68 44 5.51 1.14E−06 C16150
    4-羟基-2-喹啉羧酸 188.03 5.76 30 5.48 9.62E−08 C01717
    烟酸 124.04 3.50 41 5.17 1.71E−07 C00253
    尿囊素 159.05 5.46 50 5.09 2.53E−04 C01551
    吲哚丙烯酸 188.07 7.98 98 4.20 4.68E−08
    2-吡咯烷酮 86.06 3.79 41 4.10 2.57E−05 C11118
    咪唑乙酸 127.05 9.62 69 3.54 1.56E−07 C02835
    组胺 112.09 5.74 45 3.34 2.79E−08 C00388
    谷胱甘肽 306.08 1.02 58 3.26 5.97E−04 C00051
    光色素 243.09 1.58 70 3.00 2.79E−04 C01727
    肌肽 227.11 12.66 55 2.40 3.30E−05 C00386
    甜菜碱醛 102.09 6.73 68 2.25 9.68E−03 C00576
    吲哚 118.07 8.32 57 2.12 4.40E−03 C00463
    苹果酸 133.01 0.90 43 1.90 2.86E−05 C00711
    甜菜碱 118.09 8.30 51 1.88 2.79E−08 C00719
    胍基乙酸d 118.06 8.26 38 1.87 1.19E−03 C00581
    葫芦巴碱 138.06 9.05 38 1.59 1.71E−07 C01004
    海藻糖 341.11 1.04 78 1.34 6.16E−05 C01083
    左旋肉碱 162.11 9.31 72 1.34 2.97E−06 C00318
    邻乙酰左旋肉碱 204.12 8.54 73 1.32 1.69E−06 C02571
    茶碱 181.07 2.24 55 −1.64 6.07E−07 C07130
    二乙醇胺 106.09 8.16 45 −1.73 1.42E−04 C06772
    去甲肾上腺素 170.08 5.83 57 −2.40 1.52E−05 C00547
    阿魏酸盐 193.05 5.36 32 −3.58 2.87E−05 C01494
    核糖醇 151.06 1.01 46 −4.08 3.13E−08 C00474
    甲基咪唑乙酸 141.07 9.52 41 −4.51 2.90E−08 C05828
    赤藓糖醇 121.05 1.04 75 −5.20 2.80E−05 C00503
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    表  2  碳、氮培养条件下EV菌差异代谢物富集到的KEGG通路

    Table  2.   Enriched KEGG pathways by differential metabolites of EV under carbon and nitrogen culture conditions

    代谢通路编号代谢通路名称匹配情况P影响大小
    上调 sce00970 氨酰基tRNA的生物合成 18/46 4.38E−04 0.11
    sce00330 精氨酸和脯氨酸代谢 10/25 7.53E−03 0.33
    sce00220 精氨酸生物合成 8/18 8.05E−03 0.60
    sce00430 牛磺酸和低牛磺酸代谢 4/7 2.28E−02 1.00
    sce00250 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢 8/22 3.06E−02 0.81
    下调 sce00520 氨基糖和核苷酸糖代谢 8/24 3.41E−04 0.48
    sce00052 半乳糖代谢 5/17 8.98E−03 0.82
    sce00040 戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化 4/12 1.22E−02 0.27
    sce00500 淀粉和蔗糖代谢 4/15 2.79E−02 0.35
      说明:匹配情况为匹配化合物个数/通路化合物总数
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-29
  • 录用日期:  2022-05-31
  • 修回日期:  2022-05-24

碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(31800547)
    作者简介:

    李兴鹏(ORCID: 0000-0001-5706-3692),从事森林保护研究。E-mail: lxpjsx@126.com

    通信作者: 董雷鸣(ORCID: 0000-0003-0111-3720),高级工程师,从事林木遗传育种研究。E-mail: dongleiming2008@126.com
  • 中图分类号: S718.8

摘要:   目的  比较伊氏杀线虫真菌Esteya vermicola(EV菌)在碳、氮营养源培养下的代谢差异,并找到重要代谢物或信号分子。  方法  选取培养真菌的碳培养基[主要为马铃薯葡萄糖肉汤培养基(PDB)]和培养细菌的氮培养基(主要为酵母粉),将EV菌在2种培养基上25 ℃条件下培养7 d,收获菌丝体并提取代谢产物。采用非靶标的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS),在阴、阳离子模式下对代谢物组分进行分析和鉴定,并分析差异显著代谢物的代谢通路。  结果  共得到498种代谢物,阴、阳离子模式分别有176和362种,其中2种模式共同含有40种。差异显著的代谢物共有444种,占总数的89.2%,其中阴、阳离子模式分别有162和310种,有28种为2种模式共有。主成分和偏最小二乘判别分析均可使碳、氮培养条件下的代谢物聚为不同的簇并显著分离。氮培养条件下,磷酸胍基乙酸酯和对甲酚硫酸盐是大量产生且特有的代谢物;重要代谢物尿囊素、光色素、吲哚和海藻糖产量显著上调。通路分析将显著上调和下调的代谢物分别富集到氨基酸和糖类代谢相关的代谢通路。  结论  EV菌在碳培养和氮培养条件下呈现明显的代谢差异,代谢通路主要涉及糖类和氨基酸代谢。重要代谢物可为EV菌的高效培养和应用提供基础。图3表2参31

English Abstract

李兴鹏, 张杨, 王瑞珍, 董雷鸣. 碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
引用本文: 李兴鹏, 张杨, 王瑞珍, 董雷鸣. 碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究[J]. 浙江农林大学学报. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
LI Xingpeng, ZHANG Yang, WANG Ruizhen, DONG Leiming. Metabolome of nematicidal fungus Esteya vermicola in carbon and nitrogen culture[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828
Citation: LI Xingpeng, ZHANG Yang, WANG Ruizhen, DONG Leiming. Metabolome of nematicidal fungus Esteya vermicola in carbon and nitrogen culture[J]. Journal of Zhejiang A&F University. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20210828

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