2種云南特色小米辣果實成熟過程中代謝物比較分析

摘""要：辣椒及其制品以其獨特的風味深受各國人民喜愛，而代謝物質的組成及其含量對辣椒風味品質有重要影響。小米辣是云南區域性特色辣椒品種，因其營養成分豐富、辣味香濃深受消費者青睞。為了探明不同栽培種云南特色小米辣果實在成熟過程中代謝產物和代謝途徑的異同，本研究以綠熟期和紅熟期云南本地傳統小米辣（Capsicum"frutescens"L.）和晶翠（C."baccatum"L.）小米辣果實為研究對象，借助非靶向代謝組技術揭示2種小米辣果實在不同生育期的代謝物變化和代謝途徑差異。結果表明：在云南小米辣中共鑒定出12類880個代謝產物，其中脂類、有機酸類占比最高，表明云南小米辣營養物質豐富，可以作為一種潛在的功能性食品原料。差異代謝物的種類、數量因生育期、品種差異出現顯著不同，但小米辣紅熟果較綠熟果的營養物質更豐富；2種栽培種相比，云南本地小米辣中的黃酮類物質較豐富，而晶翠中的氨基酸數量、種類更多。從不同比較組篩選出特有差異代謝物，黃酮類、甘油磷脂類、氨基酸類等物質可作為2種栽培種在不同生育期的潛在生物標志。KEGG富集分析發現包含了常見代謝物的代謝通路（脂質、氨基酸、糖類、碳水化合物、次生代謝產物、萜類和多酮類等），小米辣在2個生育期的關鍵代謝通路主要富集在甘油磷脂代謝通路、黃酮和黃酮醇生物合成、植物次生代謝產物的生物合成、苯丙素的生物合成，并找到不同比較組特有差異代謝通路。綜上，2種小米辣果實代謝物種類、數量差異顯著且獨具特色，本研究結果為小米辣風味品質育種及后期采收策略提供數據支持。

關鍵詞：小米辣；不同生育期；非靶向代謝組；差異代謝物；代謝途徑中圖分類號：S641.3""""""文獻標志碼：A

Comparative"Analysis"of"Metabolites"in"Two"Kinds"of"Yunnan"Xiaomila"Fruits"During"Ripening

HU"Huaran，"ZHONG"Qiuyue，"DU"Lei，"ZHANG"Ruihao，"LI"Weifen，"LIU"Fawan，"GUI"Min*

Horticultural"Research"Institute，"Yunnan"Academy"of"Agricultural"Science，"Kunming，"Yunnan"650205，"China

Abstract："Pepper"and"its"products"are"loved"by"people"all"over"the"world"for"its"unique"flavor，"and"the"composition"and"content"of"metabolites"have"an"important"influence"on"the"flavor"quality"of"pepper."As"a"regional"characteristic"variety"of"chili"pepper"in"Yunnan"province，"Xiaomila"is"favored"by"consumers"because"of"its"rich"nutrition"and"spicy"flavor."In"order"to"find"out"the"similarities"and"differences"of"metabolites"and"metabolic"pathways"in"different"cultivated"varieties"during"ripening，"this"study"took"local"traditional"Yunnan"Xiaomila"fruits"（Capsicum"frutescens"L.）"and"Jingcui"（C."baccatum"L.）"at"green"ripening"stage"and"red"ripening"stage"as"the"research"object."The"non-targeted"metabolome"technique"was"used"to"reveal"the"metabolite"changes"and"metabolic"pathway"differences"of"two"kinds"of"Xiaomila"fruits"at"different"growth"stages."The"results"showed"that"a"total"of"880"metabolites"of"12"classes"were"identified"in"Yunnan"Xiaomila，"among"which"the"proportion"of"lipids"and"organic"acids"was"the"highest，"indicating"that"Yunnan"Xiaomila"was"rich"in"nutrients"and"could"be"used"as"a"potential"functional"food"raw"material."The"types"and"amounts"of"differential"metabolites"were"significantly"different"at"different"growth"stages"and"varieties，"but"the"nutrients"of"red"fruits"were"richer"than"those"of"green"fruits."Compared"with"the"two"cultivated"species，"the"local"Xiaomila"in"Yunnan"was"richer"in"flavonoids，"while"the"amount"and"variety"of"amino"acids"in"Jingcui"were"more."Specific"differential"metabolites"were"screened"from"different"comparison"groups."Flavonoids，"glycerophospholipids，"amino"acids"and"other"substances"could"be"used"as"potential"biomarkers"for"different"growth"stages"of"the"two"cultivars."KEGG"enrichment"analysis"found"that"the"metabolic"pathways"of"common"metabolites"（lipids，"amino"acids，"sugars，"carbohydrates，"secondary"metabolites，"terpenes"and"polyketones，"etc.）"were"included."The"key"metabolic"pathways"in"the"two"growth"stages"were"mainly"enriched"in"glycerophospholipid"metabolic"pathways，"biosynthesis"of"flavonoids"and"flavonols，"biosynthesis"of"plant"secondary"metabolites，"and"biosynthesis"of"phenylpropanoid."The"unique"differential"metabolic"pathways"of"different"comparison"groups"were"found."In"conclusion，"the"results"show"that"there"are"significant"differences"in"the"species"and"quantity"of"metabolites"in"two"kinds"of"Xiaomila"and"each"has"its"own"characteristics，"which"would"provide"data"support"for"the"quality"breeding"and"the"later"harvest"strategy"of"Xiaomila"fruit.

Keywords："Xiaomila;"different"development;"non-targeted"metabolome;"differential"metabolites;"metabolic"pathways

DOI："10.3969/j.issn.1000-2561.2025.02.010

辣椒（Capsicum"annuum"L.）是中國種植面積最大，加工、消費功能最多的蔬菜，其調味品極受歡迎，同時還具有很高的藥用價值[1-2]。目前全球有三分之二的國家或地區種植和食用辣椒，而中國在國際辣椒產業中占據主導地位[3-4]。云南省作為中國辣椒主產區之一，憑借獨特的地域氣候條件生產出丘北辣、小米辣、涮辣等系列特色辣椒產品，已成為中國特色辣椒的重要產區，辣椒產業在高原特色蔬菜的發展與布局中占據首要地位[5-6]。其中，小米辣是我國特有的野生辣椒品種資源，云南省小米辣種植面積占全國小米辣種植面積的80%以上，面積和產量均居全國首位[5，"7]，成為全國小米辣主要種植產地。近年來，小米辣由于其營養豐富、味道香濃、市場前景廣闊、產業鏈長而受到各地政府的高度重視，種植面積也逐年擴大，總產量不斷上升，加工產品也向多樣化發展。小米辣的加工產品以泡椒為主，主要用于開胃菜和調味品，不僅是滇菜核心風味的重要來源，同時也在湘菜、川菜、滇菜烹飪用途中極為廣泛[8-9]。

代謝組學能研究生物體內代謝物質的種類、數量及其變化規律，探討其在代謝物層面發生的特征與規律[10]。其中非靶向代謝組學可以全面、系統、高通量地分析源自生物體的所有代謝產物，是一種可以發現差異代謝物、新生物標志物及新代謝通路的無偏代謝組學分析，在茄果類蔬菜中得到廣泛應用[11]。辣椒果實含有豐富的維生素、類胡蘿卜素、有機酸以及糖類、類黃酮和揮發性代謝產物，其種類和含量決定了辣椒果實的品質[1，"12]。目前，研究者利用氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）、高效液相色譜（HPLC）、核磁共振（NMR）以及液相色譜-質譜法（LC-MS）等代謝譜測定方法，對辣椒不同栽培種及種內不同材料的代謝物和主要化合物組成、含量進行了研究[13-16]。研究發現代謝物的種類和含量因辣椒材料、果實發育時期和果實部位等存在差異[17-19]，但鮮有基于非靶向代謝組學對云南小米辣的代謝物開展比較分析的研究。

常見的小米辣屬于灌木辣椒種（C."frutescens"L.），作為地方常規品種，產業化發展過程中存在品種退化、產量低、生育期長、抗性減弱等問題，加上小米辣保留種植品種比較單一，品種類型少，故開發利用現有種質資源，創制小米辣新品種成為育種者的主要工作之一。本團隊研究發現漿果辣椒種（C."baccatum"L.）資源品質十分優良，且生育期顯著短于云南小米辣。因此，依托云南獨特的資源優勢和地域氣候條件，本團隊利用從韓國引進的漿果種材料培育的自交系，經過雜交組合創制出漿果種小米辣晶翠，目前已獲得新品種授權（編號2022020786）。通過多地布點試驗發現其果實商品性、坐果率、抗性方面均表現良好，優于云南本地小米辣，并存在獨特的口感與風味，深受農民喜愛，在云南得到廣泛推廣。但晶翠是否達到小米辣的品質，其果實成分是否與云南本地小米辣有差異，從而使其優于傳統地方品種，尚無理論依據。

因此，本研究利用非靶向代謝組學技術，對不同生育期的晶翠和云南本地傳統小米辣品種的代謝成分特征進行全面比較，以期從整體代謝物層面分析二者的相似性和差異性；篩選影響二者品質形成的差異代謝物，對相關代謝物進行代謝通路富集分析，探討二者的代謝調控機制。本研究不僅為小米辣的營養功能評價提供基礎，也為辣椒的高品質育種與采收提供理論參考。

1""材料與方法

1.1""材料

云南本地小米辣（YB）和晶翠（JC）小米辣品種由云南省農業科學院園藝作物研究所特色蔬菜創新團隊提供。2個品種于2021年5月在云南省昆明市安寧辣椒基地定植，由于2個品種果實的生育期不同，云南本地小米辣、晶翠的綠熟果分別在花后約60、40"d采收，其紅熟果分別在花后約80、55"d采收，每品種樣品選取4株長勢一致、無病蟲害的辣椒植株，每個樣品設置6次生物學重復，將同部位的辣椒果實去掉把柄和種子，置于液氮速凍，于–80"℃保存。送至聯川（杭州）生物有限公司進行非靶向代謝組檢測。

1.2""方法

1.2.1""代謝物質提取""稱取100"mg的辣椒果實樣品，液氮中研磨，加入120"μL"50%甲醇，充分震動、混勻，常溫靜置10"min。提取液于–20"℃過夜，沉淀樣品中的蛋白質。4000×"g離心20"min，轉移上清液至96孔板，每個樣品等量取出10"μL稀釋液混合成質控（QC）樣品。

1.2.2""上機檢測""采集柱溫設置為35"℃，流速為0.4"mL/min。流動相為A相：水（0.1%甲酸）；B相：乙腈（0.1%甲酸）。液相梯度設置為：0～"0.5"min，5%"B；0.5～7"min，5%～100%"B；7～8"min，100%"B；8～8.1"min，100%～5%"B；8.1～"10"min，5%"B。每個樣本進行一次正離子（5000"V）模式采集和一次負離子（–4500"V）模式采集，使用信息依賴性數據采集模式。在一個采集循環中，一級采集范圍為60～1200"Da，一級采集時間為150"ms，每秒信號積累強度超過100的前12個信號離子進行二級碎裂掃描。脈沖射頻電的頻率為11"kHz，檢測器的檢測頻率為40"GHz；掃描的動態排除時間設置為4"s。在采集過程中，每間隔20個樣本進行一次儀器準確度校正。同時，每間隔10個樣本進行一次QC品的掃描。

1.3""數據處理

利用Proteowizard的MSConvert軟件將質譜下機原始數據轉換成可讀數據格式-mzXML。利用XCMS軟件進行峰提取并進行質控，利用CAMERA軟件進行加和離子注釋。利用metaX軟件對代謝物進行定量。候選鑒定物質分別利用HMDB、KEGG等數據庫進行代謝物注釋。同時對代謝物進行PCA和OPLS-DA分析，組間差異代謝物的篩選條件為ratio≥2或ratio≤1/2、Plt;0.05、VIP≥1。

2""結果與分析""""

2.1""主成分（PCA）與正交偏最小二乘法-判別分析（OPLS-DA）

由圖1可知，不同小米辣比較組中云南本地小米辣和晶翠2個品種的空間位置在PCA中被顯著分開，表明2個品種在綠熟期和紅熟期的代謝物存在明顯差異。通過OPLS-DA模型可以進一步驗證PCA的結果，增強后續數據分析結果的真實性與可靠性。OPLS-DA置換檢驗結果圖2可以看出，4組的Q2值分別為–0.6498、–0.6062、–0.6702、–0.6464，Q2lt;0說明模型不存在過擬合的情況，差異代謝物分析比較準確。因此可選用上述OPLS-DA模型進行后續的差異性分析。

2.2""代謝物統計分析

通過非靶向代謝組數據（圖3）統計，在云南小米辣中共鑒定出880個代謝物，其中脂類（34.24%）占比最高，主要包括脂肪類、甘油磷脂類、異戊烯醇類、鞘脂類、固醇類等。其次為有機酸類（19.23%）、苯丙烷和聚酮類（11.60%）、苯環型化合物（11.26%）、有機雜環化合物（8.76%），而核苷類、生物堿類、碳氫化合物、有機氮化物以及有機硫化物占比較少。

由圖4可知，4組樣本中2個品種分別在綠熟期和紅熟期樣本表達豐度顯著不同，組內差異明顯。不同比較組與品質相關的主要差異代謝物數量存在明顯差異（表1），特別是黃酮類、脂類、有機酸類。通過圖5統計可以看出，相同生育期不同品種相比，無論綠熟期還是紅熟期，上調數均高于下調數，即云南本地小米辣品種的差異代謝物多于晶翠；同一品種不同生育期相比，2個品種的差異代謝物數量紅熟期均高于綠熟期。在YB綠vs"JC綠組共有差異代謝物421個，其中上調223個，黃酮類最多；下調198個，甘油磷脂類居多。在YB紅vs"JC紅組共有差異代謝物429個，其中上調252個，黃酮類和甘油磷脂類居多；下調177個，脂肪類和有機酸類代謝物居多。YB綠vs"YB紅組共有差異代謝物450個，其中上調206個，脂肪類代謝物最多；下調244個，有機酸類和甘油磷脂類居多。JC綠vs"JC紅組共有差異代謝物416個，204個上調，甘油磷脂類最多；

212個下調，有機酸類占比最高（圖5B）。綜上，2個小米辣品種綠熟期脂類代謝物質豐富，紅熟期有機酸類物質相對豐富。

2.3""不同比較組特有差異代謝物分析

通過小米辣不同比較組韋恩圖（圖6）發現，與其他3組比，YB綠vs"JC綠組特有差異代謝物36個，其中上調17個，下調19個；YB紅vs"JC紅組特有差異代謝物41個，上調19個，下調22個；YB綠vs"YB紅組共有特有差異代謝物39個，上調19個，下調20個；JC綠vs"JC紅組共有特有差異代謝物38個，上調16個，下調22個。以上統計發現，晶翠品種中特有差異代謝物的數量高于云南本地小米辣，且紅熟期多于綠熟期。這些特有差異代謝物可以作為區分2個品種在不同生育期或同一生育期的生物標志。不同比較組特有差異代謝物詳見表2、表3。

2.4""不同比較組主要差異代謝成分分析

2.4.1""苯丙烷和聚酮類差異代謝物分析""本研究中，不同小米辣比較組苯丙烷和聚酮類差異代謝物主要包括肉桂酸、香豆素、黃酮類、異黃酮及大環內酯等。對4個比較組的該類物質進行統計分析（圖7）發現：在JC綠中5種肉桂酸（對香豆酸、4-甲氧基肉桂酸、3-羥基肉桂酸等）、11種黃酮類物質（飛燕草素-3-O-葡萄糖苷、異鼠李素、槲皮素等）以及1種香豆素物質表達豐度較高；JC紅中的其他8種黃酮類物質（芹菜苷、櫻草素、芍藥素葡萄糖苷等）以及3種肉桂酸和香豆素代謝物質相對豐富。YB紅中肉桂酸、黃酮類差異代謝物數量均高于YB綠。以上結果表明，晶翠綠熟果、云南本地小米辣紅熟果中的黃酮類物質相對豐富。分析YB綠vs"JC綠組發現，YB綠中肉桂酸、香豆素、黃酮類物質較為豐富，表達豐度

較高，其黃酮類物質高達38種；而JC綠中僅有13種黃酮類代謝物表達豐度較高。YB紅vs"JC紅組同樣發現YB紅中的肉桂酸、香草素和黃酮類物質均顯著高于JC紅，YB紅中發現肉桂酸5種，香草素3種，黃酮類38種，而JC紅則有3-羥基肉桂酸1種、香豆素2種、黃酮類7種，表達相對豐富。以上結果表明，云南本地小米辣較晶翠品種黃酮類物質更多。

2.4.2""脂類差異代謝物分析""不同小米辣比較組脂類差異代謝物主要包括脂肪類、甘油脂類、甘油磷脂類、孕烯醇酮脂類、固醇脂類、鞘脂類（圖8）。比較分析JC綠vs"JC紅組發現，JC綠中脂類物質數量、種類明顯高于JC紅，特別是脂肪類、甘油磷脂類的數量占比最高；JC紅中固醇類、甘油磷脂類、脂肪類、孕烯醇酮脂類數量、種類基本平均分布。比較YB綠vs"YB紅組發現，YB綠中脂肪類物質的種類、數量占比最高，其次為孕烯醇酮脂類、甘油脂類、甘油磷脂類；與YB紅相比，YB綠中多了鞘脂類物質。而YB紅中甘油磷脂類物質的種類、數量占比最高，其次為脂肪類、固醇脂類。分析YB綠vs"JC綠組發現，JC綠中的各脂類代謝物的數量、種類顯著高于YB綠；JC綠中的甘油磷脂類物質的種類、數量最多，其次為脂肪酸、固醇脂類。YB綠中的脂肪酸類物質最多，其次為固醇脂類、孕烯醇酮脂類。在YB紅vs"JC紅組中，YB紅脂類代謝物的數量明顯高于JC紅，其中甘油磷脂類物質的種類、數量占比最高，其次為脂肪酸類、孕烯醇酮脂類。JC紅中的脂肪酸含量占比最高，其次為甘油磷脂類、固醇脂類。

2.4.3""有機酸類差異代謝物分析""分析JC綠vs"JC紅組發現，JC紅中有機酸物質的種類、數量顯著高于JC綠，其種類高達58種，含有豐富的氨基酸（L-谷氨酸、L-精氨酸、L-瓜氨等）以及多肽氨基酸（Leu-Thr、Tyr-Gly、Phe-Se等）；JC綠中則主要包含3-丙酸甲酯、L-谷氨酰胺、琥珀酸等15種有機酸。在YB綠vs"YB紅組中，與綠熟果相比，YB紅比YB綠的氨基酸及多肽氨基酸種類更豐富，高達66種。以上研究結果表明，2個小米辣品種紅熟果比綠熟果氨基酸種類更豐富。分析YB綠vs"JC綠組發現，JC綠中有機酸更豐富，高達29種，主要包括天冬氨酸、琥珀酸、順烏頭酸、檸檬酸以及多肽氨基酸等；YB綠中含有棕櫚酰胺、馬來酸、焦谷氨酸等21種有機酸。在YB紅vs"JC紅組中，JC紅中的有機酸物質的種類、數量明顯多于YB紅；JC紅中含有L-瓜氨酸、L-谷氨酰胺、L-苯丙酸以及豐富的多肽氨基酸，高達28種；YB紅中則含有棕櫚酰胺、3-丙酸甲酯、脯氨酸甜菜堿及多肽氨基酸，共19種。以上研究結果表明，與云南本地小米辣相比，晶翠的氨基酸種類更豐富（圖9）。

2.5""不同比較組顯著差異代謝物的富集分析

通過數據庫統計發現，YB綠vs"YB紅、JC綠vs"JC紅、YB綠vs"JC綠組和YB紅vs"JC紅組獲得的差異代謝物分別富集了46、44、47、61條代謝通路（Plt;0.05）。由圖10可知，YB綠vs"YB紅組顯著性最強的5條代謝通路為：（1）氨基酸的生物合成通路，共有13種顯著差異代謝物注釋到該通路；（2）植物次生代謝的生物合成途徑，共有14種顯著差異代謝物注釋到該通路；（3）ABC轉運蛋白，共有12種顯著差異代謝物注釋到該通路；（4）苯丙素的生物合成，共有11種顯著差異代謝物注釋到該通路；（5）黃酮類和黃酮醇生物合成途徑，共有7種顯著差異代謝物注釋到該通路。

JC綠vs"JC紅組顯著性最強的5條代謝通路為：（1）代謝通路，共有70種顯著差異代謝物注釋到該通路；（2）甘油磷酸脂代謝通路，共有14種顯著差異代謝物注釋到該通路；（3）植物次生代謝的生物合成途徑，共有17種顯著差異代謝物注釋到該通路；（4）苯丙氨酸代謝途徑，共有10種顯著差異代謝物注釋到該通路；（5）氨基酸的生物合成，共有16種顯著差異代謝物注釋到該通路。

YB綠vs"JC綠組顯著性最強的5條代謝通路為：（1）甘油磷脂代謝通路，共有11種顯著差異代謝物注釋到該通路；（2）氨酰生物合成，共有8種顯著差異代謝物注釋到該通路；（3）植物次級代謝物的生物合成，共有15種顯著差異代謝物注釋到該通路；（4）苯丙類生物合成通路，共有12種顯著差異代謝物注釋到該通路；（5）黃酮和黃酮醇的生物合成，8種，ABC轉運蛋白共有11種顯著差異代謝物注釋到該通路。

YB紅vs"JC紅組顯著性最強的5條代謝通路為：（1）甘油磷脂代謝通路，共有13種顯著差異代謝物注釋到該通路；（2）黃酮和黃酮醇的生物合成，共有8種顯著差異代謝物注釋到該通路；（3）苯丙素的生物合成，共有9種顯著差異代謝物注釋到該通路；（4）苯丙類生物合成通路，共有6種顯著差異代謝物注釋到該通路；（5）甘油脂類代謝通路，共有4種顯著差異代謝物注釋到該通路。ABC轉運蛋白共有8種顯著差異代謝物注釋到該通路。

通過統計分析4組樣本富集的代謝通路發現，核黃素的新陳代謝通路是YB綠vs"YB紅組特有代謝通路；JC綠vs"JC紅特有代謝通路為丁酸代謝和類黃酮生物合成；YB綠vs"JC綠特有代謝通路主要為萜類和聚酮類生物堿的生物合成、丙酮酸代謝；YB紅vs"JC紅特有的富集通路包括淀粉和蔗糖代謝、賴氨酸生物合成、戊糖磷酸途徑、脂肪酸生物合成、異黃酮生物合成等；4個比較組共有的富集通路為甘油磷脂代謝通路、植物次生代謝產物的生物合成、苯丙素的生物合成、黃酮和黃酮醇生物合成等。

3""討論

為了充分開發與利用云南地方特色小米辣種質資源，了解影響其風味品質的代謝成分是人們關注的熱點之一。本研究采用的液相色譜-質譜聯用技術已普遍應用于作物的成分分析、代謝產物分析研究等，從代謝差異物的種類、數量等方面對不同生育期、不同栽培種小米辣進行對比，發現二者存在明顯的代謝物變化。不同辣椒品種，特別是不同栽培種之間，果實代謝物差異明顯；即使同一辣椒品種在不同發育期，也存在代謝差異[20-21]。本研究結果與以上研究報道一致，為云南小米辣特色種質資源風味品質的開發與利用提供有力的數據支持。

本研究主成分分析中不同生育期的晶翠和云南本地小米辣品種具有明顯的分離趨勢，2個品種在綠熟期和紅熟期的代謝物存在明顯差異。比較不同生育期2個品種的顯著差異代謝物發現，不同品種在同一生育期以及同一品種在不同生育期的差異代謝物顯著上調，表明與這些物質相關的代謝過程十分活躍，可以篩選出在2個品種中高表達且特有的代謝物質。有學者通過比較分析辣椒品種的代謝組學特征，篩選到黃酮類、辣椒素類化合物是吉澤辣椒與韓國辣椒最重要的生物標志[22]。本研究比較不同小米辣種質在同一生育期的差異代謝物（YB綠vs"JC綠組），與其他3組相比，L-異亮氨酸、3-羥基硬脂酸、種菌唑等代謝物質在晶翠綠熟果中特有，新橙皮苷、山奈酚-3-鼠李糖苷、異槲皮苷等代謝物在云南本地小米辣綠熟果中特有。比較小米辣在不同生育期的差異代謝物（YB綠vs"YB紅組），纈氨酸、酪氨酸-脯氨酸、α-亞麻酸等特有物質在YB綠熟果中豐度較高，脯氨酸、苯丙氨酸-色氨酸、山奈酚等特有代謝物在YB紅熟果中豐度較高。這些特有代謝物可以作為區分不同生育期2種種質重要的鑒別成分。

氨基酸是植物中最重要的初級代謝產物之一，不僅可以通過參與碳儲存、脅迫防御等代謝途徑在植物生長發育中充當重要角色，而且也在調節營養物質代謝、增強免疫力方面對人體健康發揮著積極的作用[23-24]。小米辣中氨基酸代謝物累積差異可能與小米辣栽培種及生育期有關。本研究發現小米辣有機酸類物質的主要組成成分是氨基酸，推測它是小米辣形成獨特風味品質的重要物質基礎，2個品種紅熟果中氨基酸數量是綠熟果的1.6～4.9倍，因此就氨基酸品質而言，說明紅熟期的小米辣果實更營養豐富與適宜采收，小米辣紅熟果相比綠熟果對人體更有益。同時發現，無論綠熟期還是紅熟期，晶翠品種中的氨基酸數量均顯著高于云南本地小米辣品種，這可能由于栽培種不同而導致。在JC綠vs"JC紅和YB紅vs"JC紅2個比較組中，均發現晶翠紅果中含有豐富的天冬氨酸、精氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等及多肽氨基酸，不僅含有人體必需氨基酸，而且多樣的氨基酸在人體中發揮諸多生物學功能[25]。例如，天冬氨酸和谷氨酸可用于合成其他氨基酸[26]；苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸作為芳香族氨基酸，是多種次生代謝物的前體[27]。此外，氨基酸類物質具有呈味特性，如L-天冬氨酸、L-谷氨酸、L-丙氨酸、苯丙氨酸等呈鮮味，L-丙氨酸等呈甜味，說明隨著發育成熟的進行，小分子營養物質不斷生成[28-29]，成熟小米辣的風味物質不斷增加，促進辣椒果實品質的改善。這些呈味氨基酸有助于小米辣獨特風味的形成，這也可能是受消費者喜好的關鍵原因和重要物質基礎。

小米辣脂類代謝物占總代謝物的34.24%，與其他組分相比，占比最高。研究表明脂質參與多種生命活動，尤其是脅迫響應，同時也是日常飲食的主要組成部分[30]。通過分析不同比較組發現晶翠綠熟果、云南本地小米辣紅熟果中脂類物質數量、種類較高，脂肪酸類、甘油磷脂類較為豐富。晶翠植株在綠熟期的抗病性明顯高于云南本地小米辣，這可能與其豐富的脂類代謝物有關。脂肪酸是成熟過程中辣椒風味形成的重要前體物質[31]，在后續發育過程中易被氧化生成揮發性風味物質，如酯類、醛類、酮類等，有助于促進成熟辣椒果實風味和營養物的形成，可使成熟辣椒果實的風味更加濃郁。甘油磷脂類物質（溶血磷脂酰乙醇胺、血磷脂酰肌醇、溶血磷脂酰膽堿等）在晶翠綠熟果、云南本地小米辣紅熟果中也大量發現，這些不飽和脂肪酸、磷脂代謝物均在神經系統功能、心血管疾病研究中被開發為生物標記物，在人類營養與健康方面發揮重要的作用[32]。

黃酮類化合物廣泛存在于蔬菜中，具有抗氧化、降血糖等多種活性功能[33-34]。槲皮素、橙皮素、柚皮素、山奈酚都可作為抗氧化劑，具有抗菌抗癌和抗病毒活性的功能；木犀草素通過抑制NF-κB信號通路發揮抗炎作用，通過對Nrf2轉錄活性的激活而發揮抗氧化作用[33]。2個品種對比發現，此類差異代謝物在云南本地小米辣果實中豐度較高，且其在紅熟果中多于綠熟果；晶翠中此類代謝物在綠熟果和紅熟果的數量、種類相當。此外，云南本地小米辣中富含花青素，如天竺葵、矢車菊、芍藥花素、飛燕草素等，花青素具有抗水腫、抗氧化、抗炎和抗癌等保護作用[35]。除了健康益處外，這些黃酮類物質還有助產生令人愉快的味道和整體感官體驗[33]。

云南小米辣不同比較組差異代謝物富集的前5條代謝通路基本均含有甘油磷脂代謝通路，譚華強等[20]研究發現HN191和二荊條辣椒在果實未熟期和老熟期差異代謝物最多的前5條KEGG通路中未發現甘油磷脂代謝通路，與本研究結果不一致，這很可能與辣椒品種的遺傳背景有關。本研究的材料為小米辣，屬于灌木（C."frutescens"L.）、漿果型（C."baccatum"L.）栽培種，而HN191是朝天椒，二荊條辣椒屬于線椒，二者為一年生（C."annuum"L.）栽培種。同時本研究還發現類黃酮生物合成、脂肪酸生物合成等代謝途徑為區分不同比較組成分差異的重要通路。

綜上，從小米辣篩選出的差異代謝物中不僅包括必需氨基酸（賴氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等）、必需脂肪酸（花生四烯酸、亞油酸、α-亞麻酸）、核苷酸等，這些代謝產物是重要的風味前體物質，可參與風味形成、脂質降解，對辣椒果實成熟風味的形成有促進作用[26]；還從小米辣中鑒定出比較豐富的具備一定生物活性的次生代謝產物，諸如酚類物質、木脂素和香豆素。因此，豐富的不飽和脂肪酸等脂質成分、氨基酸、黃酮類物質以及次生代謝產物可能是小米辣發揮活性功能、適應環境以及發展為功能性食物的重要物質基礎。此外，云南本地小米辣中辣椒素類代謝物含量（如降二氫辣椒素、辣椒素、去甲辣椒素、辣椒素酯、高辣椒素）均比晶翠含量豐富，辣椒素不僅可以作為食品添加劑，還具有消炎、鎮痛、麻醉等方面的功效，在醫藥保健方面發揮著重要功能[2，"36]。不同栽培種云南特色小米辣果實在綠熟期和紅熟期代謝產物和代謝途徑的比較分析，為后期小米辣高品質育種提供理論支持。

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