中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (16): 3250-3263.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.16.012
收稿日期:
2024-01-26
接受日期:
2024-04-11
出版日期:
2024-08-16
发布日期:
2024-08-27
通信作者:
联系方式:
齐晓雨,E-mail:3183935276@qq.com。
基金资助:
QI XiaoYu1(), KONG XiaoPing1,2(
), ZHOU HongWei2, YAN XiangPing2
Received:
2024-01-26
Accepted:
2024-04-11
Published:
2024-08-16
Online:
2024-08-27
摘要:
【目的】萜类代谢物是评价胡萝卜风味品质的主要指标,对胡萝卜口感风味品质的形成具有重要作用。通过比较甜味浓烈组(-3)和苦味浓烈组(3)两组不同品种胡萝卜成熟期肉质根风味成分的代谢谱,为胡萝卜风味特征成分鉴定及优异资源的开发利用提供参考。【方法】建立高效的、具有高灵敏度和高通量的代谢组学分析平台和方法:采用UPLC-MS/MS方法对胡萝卜萜类代谢物进行分析测定,鉴定影响胡萝卜风味品质的萜类代谢物。采用OPLS-DA结果的VIP值、log2FC值筛选差异性代谢物(设置阈值:VIP>1、fold change≥2和fold change≤0.5)。【结果】利用UPLC-MS/MS技术对胡萝卜成熟期肉质根进行广泛靶向代谢组学测定,共筛选出50种显著差异的萜类代谢物,12个上调,2个下调。其中,显著上调的分别是京尼平(0.754)、粳米素B(0.936)、氧叶烯A(1.03)、乙酸香芹酯(1.04)、3-(3'-羟基丁基)-2,4,4-三甲基环己烷-2,5-二烯酮(0.662);显著下调的是脱氢地芰普内酯(0.617)。从含量来看,苦味胡萝卜中萜类代谢物含量综合较高的分别是甲黑素甲苷A(16.98)、莪术醇(17.57)、京尼平(15.32),甜味胡萝卜中萜类代谢物含量综合较高的分别是甲黑素甲苷A(17.61)、异香附醇(16.01)、莪术醇(18.73)。根据P值来看,排名前5的分别是薇甘菊内酯(0.994)、寥二醛(0.991)、甲基(E)-5,11-二羟-4-((Z)-2-甲基丁-2-烯酰氧基)-3,10-二亚甲基-2-氧代-2,3,3a,4,5,8,9,10,11,11a-十氢环癸并[b]呋喃-6-羧酸酯(0.978)、(3R)-3-羟基-紫罗兰酮(0.974)、布卢门醇A(0.969)。采用聚类分析方法对两组胡萝卜肉质根中的差异代谢物进行分析,其中,分组3中的代谢物含量要明显高于分组-3中的代谢物含量。利用KEGG进行差异代谢物注释和富集分析。【结论】萜类代谢物是影响胡萝卜风味的主要化合物,其中,京尼平、粳米素B、氧叶烯A、乙酸香芹酯、甲黑素甲苷A、莪术醇、异香附醇、脱氢地芰普内酯、薇甘菊内酯等萜类代谢物可能是影响胡萝卜风味的关键成分。
齐晓雨, 孔小平, 周红伟, 严湘萍. 基于广靶代谢组学分析胡萝卜萜类代谢产物差异[J]. 中国农业科学, 2024, 57(16): 3250-3263.
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表1
胡萝卜农艺现状表"
组 Group | 引种号 Introduction number | 根型 Root type | 根表皮颜色 Root skin color | 根肉色 Root-flesh color | 根中心柱颜色 Root center column color | 根长 Root length (cm) | 根粗 Root thickness (cm) | 单根重 Single weight (g) | 口感 Taste |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
-3 | B202 | 短圆柱 Short cylinder | 黄色 Yellow | 黄色 Yellow | 黄色 Yellow | 16.8 | 1.9 | 322.5 | 甜Sweet |
B207 | 短圆柱 Short cylinder | 橘黄色 Aurantium | 橘黄色 Aurantium | 橘黄色 Aurantium | 16.5 | 1.4 | 146.5 | 甜Sweet | |
H200 | 短圆柱 Short cylinder | 橘黄色 Aurantium | 橘黄色 Aurantium | 橘黄色 Aurantium | 14.4 | 1.4 | 85.0 | 甜Sweet | |
3 | B176 | 短圆柱 Short cylinder | 黄色 Yellow | 黄色 Yellow | 黄色 Yellow | 16.1 | 1.4 | 115.4 | 苦Bitter |
B261 | 短圆锥 Short cone | 紫红色 Fuchsia | 紫红色 Fuchsia | 橘黄色 Aurantium | 22.8 | 1.9 | 265.5 | 苦Bitter | |
H41 | 短圆锥 Short cone | 橘红色 Tangerine | 红色 Red | 黄色 Yellow | 13.6 | 2.0 | 192.8 | 苦Bitter |
表2
胡萝卜广泛靶向代谢组学方法检测出的萜烯类化合物"
分类 Class | 物质 Compound | B202 | B207 | H200 | B176 | B261 | H41 | VIP | Fold change | P-value |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
倍半萜 Sesquiterpenoids | 薇甘菊内酯 Mikanolide | 6.81E+05 | 1.83E+05 | 5.54E+05 | 1.44E+06 | 2.25E+06 | 7.02E+05 | 1.33E-02 | 1.00E+00 | 9.94E-01 |
密叶辛木素 Confertifoline | 9.74E+04 | 9.58E+04 | 9.52E+04 | 9.81E+04 | 9.21E+04 | 9.50E+04 | 3.49E-01 | 9.90E-01 | 7.67E-01 | |
甲黑素甲苷A Normelanothyrsin A | 1.10E+07 | 1.14E+07 | 1.31E+07 | 1.03E+07 | 1.00E+07 | 1.36E+07 | 4.25E-01 | 1.05E+00 | 6.71E-01 | |
克里斯帕酮 Crispanone | 1.08E+06 | 2.96E+06 | 1.76E+05 | 4.73E+05 | 2.64E+06 | 5.59E+04 | 1.06E+00 | 3.77E-01 | 1.60E-01 | |
香附可布酮 Kobusone | 1.17E+05 | 1.10E+05 | 1.68E+05 | 1.70E+05 | 3.66E+05 | 1.28E+05 | 6.81E-02 | 9.85E-01 | 9.69E-01 | |
莪术醇 Curcumol | 3.53E+06 | 4.69E+06 | 3.61E+06 | 5.35E+06 | 1.23E+07 | 8.82E+06 | 6.42E-01 | 1.08E+00 | 8.36E-01 | |
9α-羟基-11β,13-二氢扎鲁扎宁C 9alpha-hydroxy-11beta,13-dihydrozaluzanin C | 7.73E+04 | 7.56E+04 | 7.52E+04 | 7.67E+04 | 7.09E+04 | 7.44E+04 | 6.41E-01 | 9.78E-01 | 5.93E-01 | |
氧叶烯A oxyphyllanene A | 2.72E+06 | 2.62E+06 | 2.71E+06 | 2.53E+06 | 2.78E+06 | 2.85E+06 | 1.36E+00 | 1.03E+00 | 1.16E-01 | |
异呋喃醇二烯 Isofuranodiene (ISO2) | 9.75E+05 | 1.42E+06 | 1.98E+06 | 1.11E+06 | 4.00E+06 | 2.16E+06 | 4.43E-02 | 1.09E+00 | 7.61E-01 | |
布卢门醇C Blumenol C | 7.91E+05 | 2.26E+05 | 5.12E+05 | 1.24E+06 | 3.08E+06 | 7.62E+05 | 2.44E-01 | 9.62E-01 | 8.96E-01 | |
土木香内酯 Micheliolide | 4.41E+05 | 5.66E+05 | 9.19E+05 | 3.14E+05 | 3.06E+06 | 7.02E+05 | 7.39E-01 | 7.25E-01 | 5.03E-01 | |
寥二醛 polygodial | 1.79E+05 | 2.37E+05 | 1.73E+05 | 2.71E+05 | 6.80E+05 | 4.50E+05 | 7.15E-01 | 1.00E+00 | 9.91E-01 | |
1β-羟基-α-香附酮 1β-Hydroxy-α-cyperone (ISO6) | 2.46E+06 | 2.40E+06 | 2.76E+06 | 2.21E+06 | 2.49E+06 | 2.54E+06 | 4.91E-01 | 1.02E+00 | 6.18E-01 | |
吉马酮 Germacrone | 5.22E+05 | 1.34E+06 | 1.68E+06 | 7.42E+05 | 3.51E+05 | 8.27E+05 | 2.15E-01 | 9.76E-01 | 9.40E-01 | |
甲基(E)-5,11-二羟-4-((Z)-2-甲基丁-2-烯酰氧基)-3,10-二亚甲基-2-氧代 -2,3,3a,4,5,8,9,10,11,11a-十氢环癸并[b]呋喃-6-羧酸酯 Methyl (E)-5,11-dihydroxy-4-(((Z)-2-methylbut-2-enoyl)oxy)-3,10-dimethylene -2-oxo-2,3,3a,4,5,8,9,10,11,11a-decahydrocyclodeca[b]furan-6-carboxylate | 2.23E+05 | 1.17E+05 | 1.53E+05 | 1.84E+05 | 5.87E+05 | 7.87E+05 | 4.23E-01 | 9.87E-01 | 9.78E-01 | |
异香附醇 Isocyperol | 7.67E+05 | 2.71E+05 | 3.19E+05 | 1.01E+05 | 1.01E+07 | 3.92E+05 | 5.77E-01 | 9.37E-01 | 9.11E-01 | |
原莪术醇 Procurcumenol (ISO1) | 2.09E+06 | 1.96E+06 | 3.00E+06 | 1.45E+06 | 3.41E+06 | 2.48E+06 | 1.05E+00 | 1.25E+00 | 3.61E-01 | |
3-(3'-羟基丁基)-2,4,4-三甲基环己烷-2,5-二烯酮 (R)-3-(3'-Hydroxybutyl)-2,4,4-trimethylcyclohexa-2,5-dienone | 7.78E+04 | 6.19E+04 | 1.06E+05 | 1.48E+05 | 2.10E+05 | 2.60E+05 | 1.12E+00 | 6.62E-01 | 5.53E-01 | |
11-O-β-D-葡萄糖苷3-羟基-7,8-二氢-β-紫罗兰醇 11-O-β-D-Glucoside of 3-hydroxy-7,8-didehydro-β-ionol (ISO2) | 5.24E+04 | 7.32E+04 | 8.83E+04 | 5.26E+04 | 1.74E+05 | 1.02E+05 | 1.38E-01 | 1.08E+00 | 7.19E-01 | |
倍萜 Monoterpenoids | 乙酸香芹酯 Carvylacetate | 3.71E+05 | 4.38E+05 | 4.18E+05 | 5.01E+05 | 1.23E+06 | 7.78E+05 | 6.19E-01 | 1.04E+00 | 9.03E-01 |
去氢催吐萝芙木醇 Dehydrovomifoliol | 3.35E+05 | 4.61E+05 | 2.96E+05 | 9.11E+05 | 1.91E+05 | 9.62E+05 | 6.66E-01 | 6.30E-01 | 3.40E-01 | |
α-紫罗兰酮 α-Ionone | 1.27E+05 | 1.73E+05 | 1.70E+05 | 1.56E+05 | 1.51E+05 | 1.60E+05 | 6.52E-01 | 1.03E+00 | 5.77E-01 | |
11-甲氧基 维布尔替纳尔 11-methoxy viburtinal | 4.99E+04 | 4.58E+04 | 9.71E+04 | 4.17E+04 | 6.47E+04 | 6.86E+04 | 3.63E-02 | 7.75E-01 | 6.22E-01 | |
大车前草苷 Majoroside | 5.31E+05 | 9.27E+05 | 1.45E+06 | 4.45E+05 | 3.39E+05 | 6.86E+05 | 2.08E+00 | 1.96E+00 | 1.39E-02 | |
7-脱氧马钱苷酸 7-Deoxyloganic acid | 1.02E+06 | 1.63E+06 | 4.40E+05 | 4.24E+05 | 1.59E+05 | 8.41E+05 | 1.39E+00 | 6.78E-01 | 5.80E-01 | |
脱氧斯坦硫苷 Deoxystansioside | 2.91E+05 | 2.67E+05 | 5.82E+05 | 2.39E+05 | 3.59E+05 | 2.61E+05 | 4.61E-01 | 9.59E-01 | 8.90E-01 | |
3-羟基-紫罗兰酮 3-(6''-丙二酰)葡萄糖苷 3-hydroxy-beta-ionone 3-(6''-Malonyl) glucoside | 2.91E+05 | 2.73E+05 | 5.68E+05 | 2.47E+05 | 3.65E+05 | 2.74E+05 | 5.70E-01 | 9.38E-01 | 8.28E-01 | |
丙二酰葡萄糖苷 Malonyl glucoside | 2.93E+05 | 2.65E+05 | 5.51E+05 | 2.32E+05 | 3.38E+05 | 2.71E+05 | 4.00E-01 | 9.79E-01 | 9.47E-01 | |
京尼平 Genipin | 2.49E+05 | 4.37E+06 | 4.71E+06 | 4.12E+06 | 4.87E+06 | 4.72E+06 | 8.05E-01 | 7.54E-01 | 4.69E-01 | |
紫苏子醇 Perillyl alcohol | 6.57E+04 | 6.54E+04 | 1.14E+05 | 3.54E+04 | 3.49E+05 | 3.27E+05 | 4.55E-01 | 7.06E-01 | 6.73E-01 | |
3-氧-a-紫罗兰醇 3-(6''-丙二酰)葡萄糖苷 3-oxo-Alpha-ionol 3'-(6''-Malonyl) glucoside | 2.64E+06 | 1.14E+06 | 1.59E+06 | 2.41E+06 | 3.08E+06 | 1.45E+06 | 1.10E+00 | 8.53E-01 | 2.69E-01 | |
布卢门醇 A Blumenol A | 6.45E+04 | 8.59E+04 | 5.96E+04 | 8.76E+04 | 2.96E+05 | 1.22E+05 | 6.92E-01 | 1.01E+00 | 9.69E-01 | |
博夏林4-O-丙二酰葡糖苷 Boscialin 4-O-malonyl glucoside | 6.72E+04 | 6.41E+04 | 2.44E+05 | 5.56E+04 | 3.51E+05 | 6.22E+05 | 4.34E-01 | 1.23E+00 | 6.19E-01 | |
(3R)-3-羟基-紫罗兰酮 3R-3-hydroxy-β-ionone | 8.56E+04 | 1.17E+04 | 6.84E+04 | 2.72E+04 | 4.52E+05 | 2.28E+05 | 1.49E-01 | 1.02E+00 | 9.74E-01 | |
布卢门醇B丙二酰葡萄糖苷 Blumenol B malonyl Glucoside | 1.22E+05 | 3.48E+04 | 2.70E+05 | 2.41E+04 | 3.30E+05 | 3.56E+05 | 1.09E+00 | 6.28E-01 | 3.11E-01 | |
二氢伏米叶醇4-O-丙二酰葡萄糖苷 Dihydrovomifoliol 4-O-malonyl glucoside | 1.82E+05 | 3.48E+05 | 3.97E+05 | 2.70E+05 | 1.61E+06 | 1.51E+05 | 4.65E-01 | 1.87E+00 | 2.30E-01 | |
丙二酰拜占素苷A Malonyl byzantionoside A | 3.65E+04 | 5.93E+04 | 9.53E+04 | 1.29E+04 | 1.27E+05 | 2.68E+05 | 3.50E-01 | 7.29E-01 | 4.91E-01 | |
可乔醇C Corchoionol C | 1.37E+05 | 1.28E+05 | 1.69E+05 | 9.18E+04 | 1.26E+05 | 1.62E+05 | 4.59E-01 | 9.04E-01 | 6.70E-01 | |
丙二酰 长寿花糖苷 Malonyl roseoside | 6.93E+04 | 4.96E+04 | 1.29E+05 | 4.32E+04 | 1.86E+05 | 5.00E+04 | 1.16E+00 | 1.26E+00 | 4.78E-01 | |
二萜 Ditepenoids | 顺式泛醇 cis-Abienol | 2.33E+04 | 3.00E+04 | 1.30E+05 | 2.51E+04 | 3.22E+04 | 1.56E+05 | 7.18E-01 | 1.05E+00 | 9.12E-01 |
脱氢松香酸 Dehydroabietic acid | 2.27E+06 | 3.48E+06 | 9.86E+05 | 9.76E+05 | 5.46E+05 | 2.69E+06 | 1.41E+00 | 6.73E-01 | 5.72E-01 | |
松香酸 Abietic acid | 6.52E+04 | 1.23E+05 | 4.30E+04 | 5.86E+04 | 1.45E+05 | 3.37E+04 | 6.02E-01 | 2.57E+00 | 1.82E-01 | |
海松酸 Pimaric acid | 6.09E+04 | 3.57E+04 | 1.00E+05 | 3.21E+04 | 1.28E+05 | 7.65E+04 | 1.56E-01 | 8.40E-01 | 7.53E-01 | |
异海松酸 Isopimaric acid | 6.09E+04 | 3.57E+04 | 1.00E+05 | 3.21E+04 | 1.28E+05 | 7.65E+04 | 1.56E-01 | 8.40E-01 | 7.53E-01 | |
贝壳杉烯酸 Kaurenoic acid | 2.18E+04 | 9.61E+03 | 6.07E+04 | 6.27E+03 | 6.00E+04 | 4.09E+04 | 1.20E+00 | 6.80E-01 | 2.68E-01 | |
维布萨宁J Vibsanin J | 4.74E+04 | 5.50E+04 | 3.95E+04 | 6.17E+04 | 2.16E+05 | 2.70E+04 | 6.30E-01 | 1.57E+00 | 3.49E-01 | |
三萜 Triterpene | 齐墩果-12-烯-3,16-二酮 Olean-12-ene-3,16-dione | 2.13E+04 | 5.40E+04 | 9.00E+00 | 1.71E+04 | 4.33E+04 | 1.70E+05 | 9.80E-01 | 5.87E-01 | 3.74E-01 |
粳米素B Japonicumin B | 2.44E+04 | 3.78E+04 | 2.88E+04 | 2.46E+04 | 5.85E+04 | 2.56E+04 | 4.74E-01 | 9.36E-01 | 8.59E-01 | |
萜类 Terpene | 脱氢地芰普内酯 Dehydrololiolide | 6.15E+04 | 7.41E+04 | 9.04E+04 | 5.12E+04 | 1.28E+05 | 1.05E+05 | 1.41E+00 | 6.17E-01 | 3.00E-01 |
塞洛温A Sellowin A | 3.42E+04 | 5.32E+04 | 1.15E+05 | 2.70E+04 | 9.76E+04 | 7.00E+04 | 1.52E+00 | 2.36E+00 | 4.01E-02 |
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