科研進(jìn)展
蘭州百合生長(cháng)和鱗莖營(yíng)養品質(zhì)受病毒影響研究獲新進(jìn)展
蘭州百合（Lilium davidii var． unicolor）是多年生草本作物，栽培歷史悠久，是世界上唯一的甜百合。蘭州百合藥食同源，然而在生長(cháng)過(guò)程中易受細菌、真菌和病毒感染，導致產(chǎn)量和質(zhì)量下降。研究發(fā)現，蘭州百合病毒病主要是由百合無(wú)癥病毒?。?span style="font-family: arial, helvetica, sans-serif; font-size: 16px; margin-top: 12px; margin-bottom: 12px; line-height: 1.5em;" data-index="9">lily symptomless virus，LSV；Carlavirus，Betaflexiviridae） 和黃瓜花葉病毒?。?span style="font-family: arial, helvetica, sans-serif; font-size: 16px; margin-top: 12px; margin-bottom: 12px; line-height: 1.5em;" data-index="9">cucumber mosaic virus，CMV；Cucumovirus，Bromoviridae） 引起，其中復合感染率高達 41.9％。然而對 LSV 和 CMV 感染（特別是兩者復合感染）如何操縱宿主代謝過(guò)程研究尚不足，其中病毒對百合營(yíng)養和藥用品質(zhì)的影響需要進(jìn)一步探明。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院百合研究團隊選取蘭州生態(tài)農業(yè)試驗研究站百合觀(guān)測樣地，對連續生長(cháng)4年的蘭州百合進(jìn)行取樣，分析了病毒感染對百合生長(cháng)、營(yíng)養參數、初級和次級代謝產(chǎn)物積累和鱗莖代謝途徑及網(wǎng)絡(luò )的影響。
研究發(fā)現LSV和CMV復合感染對生長(cháng)和營(yíng)養的影響比LSV或CMV單一感染更大。與健康植株相比，復合感染植株的高度、莖粗和單株產(chǎn)量分別顯著(zhù)降低了19.9％、16.9％和61.7％，同時(shí)總酚和總黃酮含量增加了20.3％和34.8％（圖 1）。復合感染和 LSV 感染有助于增加百合鱗莖的藥用成分含量，而 CMV 感染可能不利于這些藥用成分在百合鱗莖中的積累。
代謝組學(xué)分析表明，復合感染影響酪氨酸代謝，同時(shí)增加黃酮、糖苷等的積累；LSV 影響碳水化合物代謝，增加類(lèi)固醇、萜類(lèi)化合物等的積累；CMV 影響脂肪酸和色氨酸代謝，導致不飽和脂肪酸、生物堿和其他代謝物水平改變。復合感染和LSV感染均可誘導藥用活性成分的積累，但在生防劑研發(fā)方面，LSV可能具有更大的潛力。此外，功能代謝物與生長(cháng)和營(yíng)養參數等經(jīng)濟性狀顯著(zhù)相關(guān)，通過(guò)多元線(xiàn)性回歸得到驗證。
研究表明，LSV和CMV復合感染顯著(zhù)影響了百合的生長(cháng)和營(yíng)養，增強了宿主黃酮、糖苷等抗氧化物質(zhì)積累。這項研究加強了對LSV和CMV感染影響百合代謝過(guò)程和品質(zhì)的認識，為培育優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病毒百合新品種提供了科學(xué)依據。
研究成果以Metabolomics strategy reveals the effects of lily symptomless virus and cucumber mosaic virus on growth and nutrition quality traits of Lanzhou lily?。↙ilium davidii var． unicolor）為題發(fā)表在Industrial Crops?。Αroducts上，西北研究院博士研究生蘇學(xué)思為論文第一作者，張玉寶正高級工程師為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院區域發(fā)展青年學(xué)者等項目的共同資助。
論文鏈接：https：／／doi．org／10.1016／j．indcrop．2024.119158
