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杨梅(Morella rubra Sieb.et Zucc.)果实具有重要的经济和药用价值。前期研究表明杨梅果实的生物活性受品种、发育阶段、栽培环境等多因素影响,主要因为不同果实中积累不同的代谢产物。本文从靶向代谢组学入手,选取不同发育阶段的‘荸荠’、‘东魁’和‘水晶’等杨梅果实为材料,分析幼果期、果实膨大期和成熟期果实主要初生代谢产物和次生代谢产物的变化规律;此外,利用同时期杨梅树外围和内膛的果实,分析了果实生长发育过程中光照对果实主要次生代谢产物积累的影响。主要结果如下: 1.利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,鉴定了杨梅果实中27种初生代谢产物,包括9种氨基酸,8种糖,8种有机酸,和2种脂肪酸。果实不同发育阶段的物质定性结果显示这种初生代谢产物种类组成在三个果实阶段相对稳定。进一步使用气相色谱(GC)对果实发育阶段糖酸含量进行定量分析,结果表明:蔗糖是杨梅果实发育过程积累的主要糖类物质,完熟期果实中蔗糖含量占总糖含量的70%以上;柠檬酸是杨梅果实主要有机酸,完熟期果实中柠檬酸含量是苹果酸含量的25-300倍。随着杨梅果实发育至成熟,蔗糖含量持续显著增加,而柠檬酸含量则呈现先上升后下降的趋势。 2.利用超高压液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术,对不同发育阶段杨梅果实主要次生代谢产物进行靶向代谢组学分析,共鉴定出49种化合物,主要包括四大类,即17种鞣质、15种黄酮类化合物、12种鞣花酸和5种其他物质。基于物质含量变化的聚类分析表明,果实发育早期和成熟期积累不同种类的物质。在幼果期含量较高的物质包括蛇含鞣质(potentillin)、栗木鞣花酸(castalagin)、赤芍素(pedunculagin)及其异构体等;而成熟期果实积累的特征物质因品种差异较大,如‘荸荠’果实中的杨梅素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(myricetin3-O-β-D-glucopyranoside),‘东魁’果实中的原飞燕草素B4(prodelphinidin B4),和‘水晶’果实中3,3-二-O-甲基鞣花酸4-硫异构体(3,3-di-O-methylellagic acid4-sulfate异构体)等物质。利用主成分分析(principal components analysis,PCA)模型,发现二维空间可以展现出样品56.9%的差异,其中主成分1(pricipalcomponent1)占35.3%。进一步利用偏最小二乘判别分析(partial leastsquares-discriiminate analysis,PLS-DA)验证,可明显区分不同品种和发育阶段果实样本。根据变量投影重要性指标(Variable Importance in Projection,VIP,),分析3个品种果实在不同发育阶段具有分类作用的17种次生代谢产物,在杨梅果实中,VIP值最大的是柚皮素、杨梅素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷和杨梅素-3-O-(2"-O-没食子酰基),是对样品分类作用最大的三个变量。以上结果表明,不同发育阶段杨梅果实积累主要代谢产物的差异大于不同品种间的物质含量差异,且次生代谢产物积累差异主要集中在幼果期和完熟期果实之间。对不同发育阶段果实次生代谢产物含量进行相关性分析表明,化学结构相似的物质正相关性较强,如完熟期果实的特征黄酮物质杨梅苷和槲皮苷具有显著的正相关性,但与幼果期含量丰富的鞣质类化合物具有强负相关性。杨梅果实发育过程中不同种类代谢产物间的转化关系和机制有待深入研究。 3.选取了‘荸荠’和‘粉红’两个品种果树同一发育时期树外围和内膛的果实,分析了主要次生代谢产物,研究了光照对杨梅果实代谢产物积累的影响。发现处于幼果期的‘荸荠’和‘粉红’果实,其树外围果实总黄酮醇含量显著高于内膛的果实。进一步UPLC-MS分析结果表明:在已经鉴定的9种黄酮醇化合物中,除山奈酚-3-鼠李糖苷,其余的8种黄酮醇化合物在‘荸荠’树外围果实中的含量均高于内膛果实,这证明光照可以促进‘荸荠’果实中黄酮醇的积累。