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菜用大豆在采后贮藏过程中易发生品质劣变,影响其风味及食用价值,限制销售,这已成为菜用大豆产业发展的瓶颈。本论文通过对低温贮藏条件下菜用大豆代谢物的分析,以及与豆粒体内物质代谢相关的生理、生化等指标检测,筛选与品质劣变有相关性的代谢物靶标。追踪与筛选外源精胺(Spermine, SPM)结合低温处理后菜用大豆的特征性物质,研究其品质变化与调控机理,为开发菜用大豆保鲜新技术奠定理论基础。研究结果如下：1.通过形态、感官、代谢组分等指标测定,筛选出商品性较好的菜用大豆品种——新大粒1号。通过对8个基因型菜用大豆品种籽粒的代谢物特征分析,发现可溶性糖(15.13-33.98 mg/g DW)、游离氨基酸(4.58-10.18 mg/g DW)及有机酸(3.75-6.75 mg/g DW)存在显著差异。主成分分析(PCA)表明,不同大豆品种大致分为四类,其中通豆6号和宁豆4号富含天冬酰胺与苹果酸,淮豆8号富含蔗糖,而苏菜254和徐豆17中丙氨酸、谷氨酸、甘氨酸与丝氨酸含量较高。2.低温贮藏延迟了菜用大豆籽粒褪绿变黄、减弱了蒸腾作用、维持籽粒的硬度。5℃、10℃与20℃贮藏温度下,蔗糖、谷氨酸、天冬酰胺、丙氨酸以及苹果酸等标志性代谢物对菜用大豆贮藏品质区分有重要贡献,低温降低了菜用大豆的物质代谢速率,维持了菜用大豆品质。菜用大豆采后蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈整体下降趋势,不同贮藏温度对糖含量影响不同,5℃显著抑制了蔗糖代谢,由酸性转化酶(AJ)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)共同调控,其中SPS与NI是关键酶。糖酵解途径中,葡萄糖激酶(GK)活性显著增加,其他酶活性均无显著变化。随着贮藏温度的升高,尤其在20℃贮藏,磷酸果糖激酶(PFK)、果糖-6-磷酸1-磷酸转移酶(PFP)和丙酮酸激酶(PK)的活性有所增加,但随贮藏时间延长,其变化趋势无显著变化。发酵代谢中,乙醛含量增加显著,在第4天增加了5倍。与发酵途径有关的丙酮酸脱羧酶(PDC)活性增加4倍,乙醇脱氢酶(ADH)活性增加2倍,乳酸脱氢酶(LDH)活性在贮藏第7天时有微弱增加。整个贮藏期内,菜用大豆中柠檬酸含量显著增加,苹果酸变化趋势不一致。与有机酸代谢相关的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性显著增加,在贮藏的第7天,活性增加1倍。磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PCK)活性在贮藏第4天时减少。通过考察苹果酸酶活性变化情况发现,NADP-苹果酸酶(NADP-ME)和NAD-苹果酸酶(NAD-ME)活性基本无变化,而且不同贮藏温度下的活性变化趋势基本一致。菜用大豆籽粒的衰老与碳代谢,尤其与糖类物质、有机酸与发酵产物密切相关,碳代谢严重影响鲜籽粒的品质与贮藏时间。低温调节了菜用大豆对蔗糖的利用、糖酵解分流与发酵途径。3.菜用大豆易受冷害,采后1℃贮藏期间乙烯生成量的动态变化与1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、H202含量及SOD、CAT和POX等抗氧化酶活性有关。低温抑制了丙二酰-1-氨基环丙烷-1-羧酸(MACC)合成,使ACC生成乙烯量增加,进而导致膜损伤。尽管SPM抑制了冷藏期乙烯生成量及ACC的积累,但SPM处理显著抑制了POX活性。表明,ACC代谢对冷藏期间菜用大豆衰老起了关键性作用,MACC及丙二酰转移酶活性是调控菜用大豆衰老的关键因子。低温(1℃)贮藏条件下,SPM抑制了蔗糖向果糖和葡萄糖转化和糖类物质的消耗,同时抑制苹果酸、柠檬酸含量的减少,表明SPM处理可能抑制了菜用大豆籽粒内部信号转导、糖代谢及TCA速率,进而延缓籽粒品质劣变。精胺对籽粒中氨基酸的影响不显著。4.应用双向电泳(2-DE)和基质辅助的激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)勺比较蛋白质组学对菜用大豆在低温贮藏条件下不同的贮藏时期的蛋白质表达变化进行了研究,获得了分辨率高、重复性好的双向凝胶电泳图谱。结果表明,在不同贮藏时期共鉴定了64个差异蛋白质点,其中63个蛋白质点与大豆蛋白数据库中的蛋白质相匹配。根据已有的分类信息将鉴定的蛋白质主要分为能量与物质代谢、响应环境逆境及参与防御等。通过对差异蛋白质在贮藏过程中的变化趋势进行了分类,发现ATP合酶α-亚基、烯醇酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶和天冬氨酸转氨酶等蛋白质对调控籽粒贮藏品质有重要影响。一些与籽粒抗逆胁迫相关的蛋白表达上调,如LEA蛋白、甲酸四氢叶酸连接酶、异黄酮还原酶(IRL)等。在菜用大豆低温贮藏过程中发现胰蛋白酶抑制剂的表达量明显上调,进而防止籽粒自身发生分解代谢,调节蛋白质的合成与分解。外源SPM处理在蛋白质水平上表现出积极的保护作用,显著提高了部分低温贮藏过程中下调蛋白(如ATP合酶α-亚基、Cu/Zn-SOD和APX)的表达。