葉面噴施絲氨酸緩解三七熱脅迫機制初探*

蘇應(yīng)威，劉海嬌，左登鴻，徐 杰，徐志賢，馬 淼，楊 敏，朱書生

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，農(nóng)業(yè)生物多樣性與病蟲害控制教育部重點實驗室，云南生物資源保護與利用國家重點實驗室，云南 昆明 650201)

三七[Panax notoginseng(Burk.) F.H.Chen]為五加科(Araliaceae)人參屬(Panax)藥用植物，是中國傳統(tǒng)名貴中藥材，對血液循環(huán)系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)具有重要作用[1-2]。人參皂苷Rg1、Re、Rb1和Rd 以及三七皂苷R1是三七皂苷(P.notognsengsaponins，PNSs)的主要活性成分[3]。目前，三七總皂苷以注射型和片劑膠囊等劑型廣泛應(yīng)用于臨床治療[4]。三七屬陰生植物，喜蔭涼環(huán)境(18～25 ℃)，對高溫特別敏感，是典型的不耐熱植物[5]。持續(xù)高溫導(dǎo)致的熱脅迫是影響植物正常生長的非生物脅迫之一，其主要機制是影響植物的光合作用，誘導(dǎo)過多的活性氧(reactive oxygen species，ROS)積累，進而導(dǎo)致膜脂過氧化和膜透性增加，導(dǎo)致細(xì)胞損傷[6]。34 ℃的持續(xù)高溫可抑制三七超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和過氧化物酶(peroxidase，POD)的活性[7]；高溫還會對三七的光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)造成損傷，且高溫和強光交互脅迫時會使PSⅡ產(chǎn)生不可逆損傷，線性電子和環(huán)式電子傳遞受阻，嚴(yán)重影響三七光合作用[8]。更嚴(yán)峻的是，三七植株經(jīng)高溫脅迫后更易受圓斑病菌和黑斑病菌侵染[7]。全球持續(xù)變暖進一步加大了三七種植的難度。因此，探索緩解三七熱脅迫的有效措施對促進三七產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

前人研究表明：外源施用氨基酸如支鏈氨基酸[9]和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)[10]等有利于植物抵御非生物脅迫。外源氨基酸在調(diào)節(jié)植物對熱脅迫的耐受性方面也有報道，如葉面噴施0.5 mmol/L GABA 可顯著提高草本植物匍匐翦股穎(Agrostis stolonifera)的高溫耐受性[11]；采用灌根或葉面噴施5 mmol/L 脯氨酸可顯著降低熱脅迫對綠豆葉片的傷害[12]。絲氨酸在生物體中起著重要作用[13]。研究表明：外源絲氨酸供應(yīng)可增加鹽脅迫下細(xì)胞內(nèi)甜菜堿的積累，提高脅迫耐受性[14]，但絲氨酸外源應(yīng)用能否緩解熱脅迫對植物損傷的研究還未見報道。本研究以三七為試驗材料，探究葉面噴施外源絲氨酸對盆栽和田間高溫脅迫下三七生長的影響，通過測定室內(nèi)盆栽三七葉片抗氧化酶活性和代謝物含量變化闡釋絲氨酸緩解三七熱脅迫的潛在機制，為生產(chǎn)上應(yīng)用絲氨酸緩解作物熱脅迫提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 室內(nèi)和田間試驗設(shè)計

室內(nèi)試驗利用光照培養(yǎng)箱設(shè)置高溫環(huán)境脅迫處理盆栽三七。參考已有研究[7-8,15]，本研究高溫脅迫溫度設(shè)置為36 ℃。將長勢一致的一年生三七盆栽(每盆10 株)移入光照培養(yǎng)箱，設(shè)置36 ℃(光照9 h)/20 ℃ (黑暗15 h)處理15 d。在此期間，以無菌去離子水為溶劑配置濃度為1、3 和5 mmol/L 的絲氨酸溶液，對照處理(CK)為無菌去離子水。每個處理6 盆，每盆均勻噴灑絲氨酸溶液或無菌去離子水3 mL 于三七葉片，每2 d 噴灑1 次。適時補充土壤水分，使土壤含水量保持在25%～27%。培養(yǎng)箱中的花盆位置每天調(diào)換，避免溫度和光照條件不均。15 d 后，調(diào)查三七的病葉數(shù)(表現(xiàn)出干燥、發(fā)黃、枯萎和掉落等癥狀)，并計算病葉率：病葉率=病葉數(shù)/植株總?cè)~數(shù)×100%。之后，取三七植株葉片，用液氮速凍后保存于—80 ℃冰箱中，用于抗氧化酶活性測定和代謝物提取。

為了驗證葉面噴施外源絲氨酸對三七耐高溫、生物量和品質(zhì)的影響，在中國云南瀾滄縣(N22.49°，E99.48°，海拔1 560 m)進行了田間試驗。試驗地點選擇陽光充足的山坡種植基地，日最高溫度33～36 ℃，約持續(xù)2 h (14:00-16:00)，日平均溫度25 ℃，整體上試驗地溫度較其他區(qū)域溫度偏高，可認(rèn)為三七受到一定程度的熱脅迫。選擇在半遮陽溫室中生長的一年生三七幼苗為試驗材料，小區(qū)面積1.0 m×0.5 m，每個小區(qū)約100 株幼苗。將與室內(nèi)試驗相同濃度的絲氨酸均勻噴灑于三七葉片，每3 d 噴灑1 次，試驗時間延長至30 d，其他管理措施與田間相同。以噴灑清水作為對照處理，每個處理設(shè)置6 個重復(fù)。熱脅迫結(jié)束后，統(tǒng)計三七的病葉數(shù)(表現(xiàn)出黃斑、干枯等癥狀)，并計算病葉率。最后，采挖三七植株并洗凈根部，在60 ℃烘箱中烘干，測量全株干質(zhì)量；將三七藥用部位根部研磨成細(xì)粉并過100 目篩網(wǎng)，于4 ℃保存，以測定皂苷含量。

1.2 抗氧化酶活性測定

使用WST-8 檢測試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司，中國蘇州)測定三七葉片的SOD 活性。取葉片0.1 g 和提取液冰浴勻漿1 mL，于12 000 r/min、4 ℃離心10 min，取上清液加入酶標(biāo)板中，按照試劑盒說明書添加反應(yīng)試劑，處理完畢后用酶標(biāo)儀測定波長450 nm 處的吸光度。使用檢測試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司，中國蘇州)測定三七葉片的POD 活性，處理方法同SOD 活性的測定，處理完畢后用酶標(biāo)儀測定波長470 nm 處的吸光度。

1.3 代謝物的提取及變化分析

參照J(rèn)I 等[16]的方法進行代謝組分析。稱取研磨的三七須根細(xì)粉60 mg，加入預(yù)冷的提取試劑(V甲醇∶V氯仿∶V水=5∶2∶2) 1 mL，于37 ℃條件下超聲30 min；然后置于14 000 r/min、4 ℃條件下離心3 min，將上清液轉(zhuǎn)移至新的離心管中，在真空干燥儀中蒸發(fā)去除溶劑。加入溶解于吡啶中的20 mg/mL 甲氧基胺鹽酸鹽80 μL 對代謝物進行第1 步衍生化，30 ℃反應(yīng)90 min；再加入N-甲基-N-(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺40 μL進行第2 步衍生化，37 ℃反應(yīng)30 min。反應(yīng)結(jié)束后將樣品冷卻至室溫，然后在14 000 r/min、4 ℃條件下離心3 min，上清液轉(zhuǎn)移至進樣瓶中待測。

參照已報道的方法[17]，使用GC-MS 檢測須根代謝物。GC 條件：SH-Rxi-5Sil MS 色譜柱(30.0 m×0.25 mm×0.25 μm)。起始柱溫100 ℃，保持4 min 后，以4 ℃/min 升溫至320 ℃，保持8 min。載氣為氦氣，流速1 mL/min，進樣口溫度280 ℃，進樣量0.8 μL，進樣方式為分流進樣，分流比10∶1。MS 條件：EI 電離源，離子源溫度200 ℃，接口溫度280 ℃，掃描范圍m/z45～600，采集方式Scan，掃描間隔0.30 s。下機數(shù)據(jù)經(jīng)過mzXML和Abf 兩次格式轉(zhuǎn)換后，在MsDial 軟件中經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、峰值檢測、解卷積、定性、峰對齊和數(shù)據(jù)過濾后得到代謝物數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)基線過濾和校準(zhǔn)、峰值對齊、去卷積分析，使用MS-DIAL與Fiehn 庫進行峰值識別，得到原始峰值。原始MS-DIAL 輸出的代謝物峰面積被歸一化為總和，并通過Metaboanalyst 4.0 (http://www.metaboanaly st.ca/MetaboAnalyst/)中的Pareto 方法進行對數(shù)轉(zhuǎn)換和縮放。使用Metware Cloud (https://cloud.metware.cn/#/tools/tool-form?toolId=230)進行主成分分析(PCA)；使用Metaboanalyst 4.0 進行正交偏最小二乘—判別分析(OPLS-DA)。根據(jù)倍數(shù)變化(fold change)＞2 或＜0.5 以及變量投影重要度(variable importance for the projection，VIP)＞1 篩選出差異積累的代謝物，然后映射到京都基因和基因組百科全書(Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG)數(shù)據(jù)庫中的代謝通路進行分析，再根據(jù)通路影響值(pathway impact)＞0 且P＜0.05篩選顯著富集的代謝通路。使用生物信息學(xué)在線工具(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/)進行差異代謝物和顯著富集的代謝通路Venn 分析。

1.4 皂苷提取和含量分析

根據(jù)YANG 等[18]的方法，采用超高效液相色譜法(UPLC)測定一年生三七根中的皂苷含量。稱取充分研磨的三七根部0.2 g，加入70% MeOH(體積分?jǐn)?shù)) 15 mL，于25 ℃下超聲提取30 min。12 000 r/min、4 ℃離心5 min 后，用0.22 μm 尼龍膜過濾器過濾上清液，用配備二極管陣列檢測器(DAD)和Poroshell 120 EC-C18 反相柱(150 mm×4.6 mm，4 μm，Agilent)的Nexera X2 UPLC 系統(tǒng)(日本島津)測定皂苷含量。UPLC 的參數(shù)詳見參考文獻[1]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)通過Excel 整理后，使用 SPSS 25 進行ANOVA 和Duncan’s 多重比較分析；室內(nèi)盆栽試驗葉片SOD 和POD 活性的差異分析采用Student’st檢驗進行；采用GraphPad Prism 8 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源絲氨酸對三七熱脅迫的緩解作用

經(jīng)過36 ℃熱脅迫15 d，3 和5 mmol/L 絲氨酸處理可顯著降低室內(nèi)盆栽三七的病葉率；1 和3 mmol/L 絲氨酸處理可顯著提高其SOD 活性，3 mmol/L 絲氨酸處理可顯著提高其POD 活性(圖1a～c)。田間試驗進一步表明：外源噴施絲氨酸可顯著降低三七的病葉率，顯著提高三七單株干質(zhì)量(圖1d～e)。此外，3 和5 mmol/L 絲氨酸處理可顯著提高人參皂苷Rg1、Re、Rb1和Rd 的含量(圖1f)。

2.2 外源絲氨酸改變?nèi)叩拇x譜

對照組和絲氨酸處理組共鑒定到65 種代謝物，包括18 種糖類及其衍生物、14 種有機酸、19 種氨基酸及其衍生物、2 種多胺、2 種醇、3 種游離脂肪酸和7 種其他代謝物。采用主成分分析(PCA)區(qū)分不同處理三七葉片的代謝差異，結(jié)果表明：葉片的2 個主成分(PC1 和PC2)對差異的解釋率分別為63.45%和12.51%，且在絲氨酸處理組和對照中明顯分離(圖2a)，表明噴施絲氨酸顯著改變了高溫脅迫下三七葉片的代謝譜。

圖2 外源噴施絲氨酸對三七代謝譜的影響Fig.2 Effects of exogenous serine spraying on the metabolic profile of P. notoginseng

CK-vs-L1、CK-vs-L3、CK-vs-L5 的OPLSDA 模型組中，R2X評分均高于0.599，R2Y評分均高于0.994，Q2值均大于0.976，證實OPLSDA 模型可靠(表1)。CK-vs-L1、CK-vs-L3 和CK-vs-L5 中分別有39，40 和39 個差異代謝物。在CK-vs-L1 比較組中，有36 個物質(zhì)上調(diào)，3 個物質(zhì)下調(diào)；CK-vs-L3 比較組中，有34 個物質(zhì)上調(diào)，6 個物質(zhì)下調(diào)；CK-vs-L5 比較組中，有37 個物質(zhì)上調(diào)，2 個物質(zhì)下調(diào)，表明外源噴施絲氨酸可顯著提高三七的代謝水平，促進代謝物質(zhì)的積累。Venn 圖進一步分析發(fā)現(xiàn)(圖2b)：葉片中共有44 種差異代謝物，其中35 種共同的差異代謝物質(zhì)受不同濃度的絲氨酸調(diào)節(jié)。用1、3 和5 mmol/L 絲氨酸處理后，大多數(shù)差異代謝物在絲氨酸處理組中具有較高的含量(圖2c)，進一步表明外源噴施絲氨酸可顯著提高三七的代謝水平，促進代謝物質(zhì)積累。

表1 OPLS-DA 模型解釋率Tab.1 Explanation rate of OPLS-DA model

2.3 外源絲氨酸增強氨基酸和碳水化合物代謝

經(jīng)過1、3 和5 mmol/L 絲氨酸處理，葉片中分別富集到44、46 和46 條通路；其中通路影響值＞0 且P＜0.05 的通路分別為20、19 和21 條(圖3a)。3 個比較組共有代謝通路19 條(通路影響值＞0 且P＜0.05，圖3b)，包括7 條碳水化合物代謝途徑：氨基糖和核苷酸糖代謝(ko00520)，半乳糖代謝(ko00052)，淀粉和蔗糖代謝(ko00500)，丁酸酯代謝(ko00650)，磷酸肌醇代謝(ko00562)，三羧酸循環(huán)(ko00020)，乙醛酸和二羧酸的代謝(ko00630)；8 條氨基酸代謝途徑：苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成(ko00400)，苯丙氨酸代謝(ko00360)，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)，甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝(ko00260)，精氨酸生物合成(ko00220)，精氨酸和脯氨酸代謝(ko00330)，酪氨酸代謝(ko00350)，谷胱甘肽代謝 (ko00480)；2 條脂質(zhì)代謝途徑：亞油酸代謝(ko00591)，甘油脂代謝(ko00561)；2 條其他代謝途徑：磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)(ko04070)，異喹啉生物堿的生物合成(ko00950) (圖3c)。

圖3 差異代謝物代謝通路Fig.3 Metabolic pathway of differential metabolites

19 條共同代謝通路中共有24 個差異代謝物，包括7 個糖及其衍生物、12 個氨基酸、4 個有機酸和1 個游離脂肪酸(表2)。7 個糖及其衍生物主要參與碳水化合物代謝途徑，其中，半乳糖和半乳糖醇參與半乳糖代謝(ko00052)；肌醇參與半乳糖代謝(ko00052)、磷酸肌醇代謝(ko00562)和磷脂酰肌醇信號系統(tǒng)(ko04070)；甘油參與半乳糖代謝(ko00052)和甘油脂代謝(ko00561)；海藻糖和蔗糖參與淀粉和蔗糖代謝(ko00500)，蔗糖還參與半乳糖代謝(ko00052)；N-乙?；?D-葡糖糖胺參與氨基糖和核苷酸糖代謝(ko00520)。12 個氨基酸及其衍生物主要參與氨基酸代謝，其中，丙氨酸和天冬酰胺參與丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)；5-氧脯氨酸、蘇氨酸和脯氨酸分別參與谷胱甘肽代謝(ko00480)，甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸的代謝(ko00260)以及精氨酸和脯氨酸代謝(ko00330)；苯丙氨酸和酪氨酸分別參與苯丙氨酸代謝(ko00360)和酪氨酸代謝(ko00350)，共同參與苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成(ko00400)，酪氨酸還參與異喹啉生物堿的生物合成(ko00950)；天冬氨酸參與丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)，精氨酸生物合成(ko00220)以及甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸的代謝(ko00260)；L-鳥氨酸參與精氨酸和脯氨酸代謝(ko00330)以及精氨酸生物合成(ko00220)；谷氨酰胺參與乙醛酸和二羧酸的代謝(ko00630)，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)以及精氨酸生物合成(ko00220)；4-氨基丁酸參與丁酸酯代謝(ko00650)，精氨酸和脯氨酸代謝(ko00330)以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)；谷氨酸參與丁酸酯代謝(ko00650)，乙醛酸和二羧酸的代謝(ko00630)，精氨酸和脯氨酸代謝(ko00330)，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)，精氨酸生物合成(ko00220)以及谷胱甘肽代謝(ko00480)。4 個有機酸主要參與三羧酸循環(huán)和乙醛酸循環(huán)，其中，草酸參與乙醛酸和二羧酸的代謝(ko00630)；琥珀酸、檸檬酸以及烏頭酸均參與乙醛酸和二羧酸的代謝(ko00630)以及三羧酸循環(huán)(ko00020)，琥珀酸還參與丁酸酯代謝(ko00650)以及丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代謝(ko00250)；亞油酸參與亞油酸代謝(ko00591)。上述代謝物只有草酸和半乳糖醇積累量低于對照，其余物質(zhì)積累量均高于對照，表明外源絲氨酸處理能提高三七的氨基酸代謝和碳水化合物代謝水平。

3 討論

長時間的熱脅迫會對植物造成無法逆轉(zhuǎn)的損傷[19]。外源施用氨基酸是緩解植物熱脅迫的有效措施。本研究發(fā)現(xiàn)：外源絲氨酸可有效降低熱脅迫下室內(nèi)盆栽三七的病葉率，提高抗氧化酶活性；降低田間三七的病葉率，提高三七單株干質(zhì)量和皂苷含量。KEGG 富集分析發(fā)現(xiàn)：外源噴施絲氨酸可提高熱脅迫下三七的氨基酸、糖及其衍生物、有機酸以及游離脂肪酸積累量。其中，提高抗氧化酶活性和代謝物積累可能是外源噴施絲氨酸緩解三七熱脅迫的重要途徑。

熱脅迫導(dǎo)致植物ROS 積累[20]。當(dāng)植物體內(nèi)ROS 的清除速率低于產(chǎn)生速率時，會導(dǎo)致細(xì)胞受到氧化損傷[21]。由酶和非酶物質(zhì)組成的抗氧化防御系統(tǒng)是植物應(yīng)對非生物脅迫引起氧化損傷的基本解毒系統(tǒng)[22]?？箟难?ascorbic acid，AsA)—谷胱甘肽(glutathione，GSH)循環(huán)與其他抗氧化酶一起參與AsA 和GSH 的氧化還原反應(yīng)，維持植物細(xì)胞中ROS 產(chǎn)生和消除之間的平衡[23]。因此，植物在高溫環(huán)境中的生存能力在一定程度上取決于抗氧化能力。室內(nèi)試驗結(jié)果顯示：與清水對照(CK)相比，高溫環(huán)境中，噴施1 和3 mmol/L絲氨酸可顯著提高SOD 活性(P＜0.05)，噴施3 mmol/L 絲氨酸可顯著提高POD 活性。氨基酸作為植物重要的初級代謝物，既可以作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)調(diào)節(jié)胞內(nèi)滲透壓，又可以合成生物堿等用于脅迫防御的次級代謝物[24-25]。研究發(fā)現(xiàn)：外源氮誘導(dǎo)植物葉片中氨基酸的積累，增強了葉片的耐熱性[26]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：外源絲氨酸的噴施導(dǎo)致多種氨基酸(如苯丙氨酸、酪氨酸、丙氨酸等)積累量增加，表明外源絲氨酸促進了三七葉片中氨基酸的積累。芳香氨基酸(酪氨酸和苯丙氨酸)是抗氧化劑多酚的合成前體，其積累可能有助于提高多酚含量進而提高三七抗氧化能力[27]；谷氨酸和天冬氨酸可以通過增強抗氧化酶活性來增強抗氧化能力[28]；4-氨基丁酸和脯氨酸可通過增強抗氧化酶活性和減少ROS 積累來減輕逆境對植物的傷害[29]，游離脯氨酸還具有調(diào)節(jié)植物滲透及保護細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的功能[30]；谷氨酸是抗氧化劑GSH 的合成物質(zhì)之一，5-氧脯氨酸轉(zhuǎn)化為谷氨酸是GSH 再生所必需的過程[31]；谷氨酰胺和天冬酰胺也可以通過脫氨轉(zhuǎn)化為谷氨酸和天冬氨酸，從而發(fā)揮抗氧化作用[32]；肌醇在對抗非生物應(yīng)激的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和ROS 清除劑中發(fā)揮作用[33]。因此，提高抗氧化酶活性和積累非酶抗氧化代謝物可能是外源噴施絲氨酸提高三七耐熱性的重要原因。此外，熱脅迫會使植物細(xì)胞膜的流動性以及膜組分發(fā)生變化并引起膜損傷[34]，部分氨基酸(如脯氨酸[30]、蘇氨酸[35]和谷氨酰胺[36])具有保護細(xì)胞膜的作用，進而緩解熱脅迫。

碳水化合物是植物中最豐富的代謝物之一，在植物對非生物脅迫的耐受性中起著重要作用，可作為能量來源、滲透調(diào)節(jié)劑和信號分子等[37]。本研究發(fā)現(xiàn)：外源噴施絲氨酸后，糖及其衍生物積累量(肌醇、甘油、α-D-半乳糖蔗糖、N-乙?；?D-葡萄糖胺)均高于對照。蔗糖在熱脅迫植物中可作為滲透保護劑[38]；海藻糖積累量增加可提高轉(zhuǎn)基因水稻對非生物脅迫的耐受性[39]，外源海藻糖也能夠減輕高溫脅迫對小麥幼苗的氧化脅迫損傷[40]。此外，海藻糖能夠在極端的高溫、低溫、高滲透壓和干燥失水等不利條件下，在細(xì)胞表面形成獨特的保護層，有效地保護蛋白質(zhì)和核酸等重要的生物大分子結(jié)構(gòu)，從而維持生命體的生命過程和生物特征[41]。在KEGG 代謝途徑中，半乳糖醇和α-D-半乳糖也可以直接參與或轉(zhuǎn)化為D-葡萄糖，參與糖酵解和三羧酸循環(huán)。另外，甘油是半乳糖的上游物質(zhì)，間接參與合成α-D-半乳糖。因此，碳水化合物上調(diào)對三七的能量補充以及滲透調(diào)節(jié)具有重要作用，這也可能是三七耐熱性提高的原因之一。

三羧酸(tricarboxylic acid，TCA)循環(huán)是驅(qū)動有氧生物ATP 合成的關(guān)鍵能量代謝過程[42]。乙酰輔酶A 是TCA 循環(huán)的起始物質(zhì)，其下游物質(zhì)亞油酸積累量增加，乙酰輔酶A 的積累量也可能增加。另外，TCA 循環(huán)中的有機酸含量可反映植株的生長和代謝活性[43]，而熱脅迫會降低TCA 循環(huán)中的有機酸含量和關(guān)鍵酶活性，最終影響植物生長[44]。本研究中，外源噴施絲氨酸后，TCA 循環(huán)中的檸檬酸、烏頭酸和琥珀酸積累量均高于對照，且與碳水化合物代謝途徑被顯著富集，說明外源絲氨酸可能通過增強能量代謝途徑產(chǎn)生更多能量，進而補充三七在熱脅迫期間的能量消耗。

4 結(jié)論

葉面噴施絲氨酸可顯著降低室內(nèi)盆栽和田間三七病葉率，提高田間三七的單株干質(zhì)量和皂苷含量。絲氨酸處理后，盆栽三七的SOD 和POD活性顯著提高，非酶類抗氧化物質(zhì)(氨基酸和糖醇)積累，參與產(chǎn)能的TCA 循環(huán)代謝物積累增加，碳水化合物代謝水平整體提高。葉面噴施絲氨酸可能通過提高三七的抗氧化能力以及碳水化合物代謝水平增強三七耐熱性，進而緩解熱脅迫。