基于廣泛靶向代謝組學(xué)的主產(chǎn)區(qū)素心蠟梅代謝產(chǎn)物比較分析

摘要：[目的]探討主要產(chǎn)區(qū)素心蠟梅次生代謝物組分，通過篩選和分析河南鄢陵和重慶北碚素心蠟梅的差異次生代謝物及其差異代謝途徑，為蠟梅的道地產(chǎn)區(qū)的科學(xué)種植提供理論依據(jù)。[方法]采用基于超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的廣泛靶向代謝組學(xué)，對兩個產(chǎn)地盛花期的樣本進行代謝組分析[結(jié)果]1）兩個產(chǎn)地的樣本中共鑒定出2175種次生代謝物，按化學(xué)結(jié)構(gòu)主要分為13類，其中黃酮類物質(zhì)種類占比最大，共387種，其次是酚酸類、脂質(zhì)、生物堿、萜類、氨基酸及其衍生物、木脂素和香豆素、有機酸、核苷酸及其衍生物、醌類、鞣質(zhì)和甾體。2）相比于重慶索心蠟梅，河南素心蠟梅共有613種顯著差異代謝物，其中346種代謝物的含量顯著上調(diào)，包括79種酚酸類，52種黃酮，38種生物堿，32種有機酸，27種氨基酸及其衍生物，24種萜類，8種脂質(zhì)，7種醌類，7種核苷酸及其衍生物和38種其他類。3）根據(jù)KEGG注釋，129種差異代謝物被注釋至83條代謝途徑。其中，苯丙烷生物合成、黃酮類生物合成、氨基酸生物合成、ABC轉(zhuǎn)運體等通路的差異代謝物富集較多，苯丙烷的生物合成、苯丙氨酸代謝、二萜生物合成、黃酮類化合物生物合成、泛醌和其他萜類一醌生物合成5條代謝通路富集顯著。[結(jié)論]兩個主產(chǎn)區(qū)素心蠟梅中共檢測到2175種次生代謝物，不同產(chǎn)區(qū)素心蠟梅在次生代謝物質(zhì)方面表現(xiàn)出顯著的差異性，包括613種顯著差異代謝物，主要集中在酚酸類和黃酮類。其中，杜仲脂素A和七葉樹堿是區(qū)分兩個主產(chǎn)區(qū)素心蠟梅的關(guān)鍵標(biāo)志物。苯丙烷生物合成、黃酮類生物合成、氫基酸生物合成、ABC轉(zhuǎn)運體等通路的差異代謝物較多，苯丙烷的生物合成、苯丙氨酸代謝和二萜生物合成的差異代謝物富集顯著。

關(guān)鍵詞：比較代謝組學(xué)；差異代謝物；液相色譜，質(zhì)譜聯(lián)用；功能化合物；次生代謝物

中圖分類號：S722 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-1498（2024）04-0117-10

蠟梅（Chimonanthus praecox L）是我國珍貴的冬季香花觀賞花木，既是花茶窨制原料，也是名貴藥材，可應(yīng)用于藥學(xué)、保健、美容和食品等多個領(lǐng)域。蠟梅的花、葉、種子富含多種生物活性成分如揮發(fā)油、生物堿、類黃酮和酚酸等，表現(xiàn)出較高的醫(yī)藥保健研究價值和功能食品開發(fā)潛力。其中，蠟梅花的精油和半揮發(fā)性成分具有抗微生物和抗氧化活性，甲醇提取物能夠抑制黑色素生成，其乙醇提取物表現(xiàn)出抗氧化和抗炎活性，而其水提取物能顯著增強免疫細胞功能，并且其倍半萜類化合物也具有抗菌活性等。此外，現(xiàn)代藥理學(xué)也揭示了蠟梅提取物在抗腫瘤、抗病毒以及免疫調(diào)節(jié)等方面的活性，并且在臨床上被用于治療咳嗽和風(fēng)濕性類關(guān)節(jié)炎的藥材。通過蠟梅的代謝組研究，可以更系統(tǒng)和全面掌握其代謝物構(gòu)成和生物活性，進而充分利用蠟梅資源。

植物代謝組學(xué)作為天然植物產(chǎn)物分析的先進技術(shù)，致力于揭示生物體在特定時空條件下的精確化學(xué)特征，深入解析生物體內(nèi)的生命活動和代謝規(guī)律，在作物產(chǎn)量、營養(yǎng)成分、醫(yī)學(xué)藥用、功能食品等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。基于超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）的廣泛靶向代謝組學(xué)以其高靈敏度、高選擇性、高分辨率、高通量、廣覆蓋度的特點，在植物代謝物的分析和鑒定領(lǐng)域廣受歡迎。目前已經(jīng)對不同情況下植物的代謝組進行研究，主要集中在小麥（Triticum aestivum L.）、水稻（Oryza sativa L.）等糧食作物上以及枸杞（Lycium barbarum M.）、玉米（Zea mays L）、五味子（Schisandra chinensis B）、大豆（Glycine max L）等經(jīng)濟作物上。研究揭示，植物代謝物的積累受到基因組演化、遺傳多樣性、品種、發(fā)育階段、組織差異和環(huán)境刺激等多重因素的綜合影響，共同促使代謝物在數(shù)量、種類、生理生化功能等方面表現(xiàn)出豐富的多樣性和特異性。Lin等通過檢測29個大豆品種的代謝組，篩選出104個代謝物的含量在不同品種間存在明顯差異。Carrari等通過分析番茄果實在開花后11個發(fā)育時間點的代謝譜，揭示初生代謝物和次生代謝物在發(fā)育過程中的顯著變化。Dong等發(fā)現(xiàn)水稻中酚胺類物質(zhì)在不同組織中的積累有所不同，其在根中含量最高，而在種子中含量最低，在劍葉、莖稈和穗子中含量則逐漸降低。