基于GC-MS的烟草代谢谱分析方法研究

摘要

提高烟草制品的品质是目前烟草研究的主要目标,而烟草制品的品质与烟草中的糖类、氨基酸、有机酸、黄酮类、萜类、甾体、生物碱类等代谢物紧密相关。研究田间生长和管理、烟叶采收等因素可为烟叶和卷烟质量的提高提供理论参考和指导。但已有的研究通常只针对某一类代谢物,实验结果不能反映生态环境、品种、成熟度、等因素对烟草代谢的整体影响。而代谢组学是一门研究生物体系受外界刺激时所产生的所有小分子代谢物变化的科学,可以从全局角度反映外界刺激对烟草代谢的影响。基于此,本论文建立了两种种基于GC-MS的烟草主要代谢物分析方法,并采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)等模式识别方法对烟草代谢物变化进行了考察。主要内容包括以下两个部分:
　　一、针对新鲜烟叶中的小分子代谢物,建立了衍生化GC-MS代谢谱分析方法。该方法可实现糖类、氨基酸类、有机酸类、胺类、醇类等烟草代谢物的高通量测定。该方法稳定性好,精密度高,生物样本的变异性远大于分析检测引入的变异性,满足代谢组学的要求。不同地区新鲜烟叶PCA分析结果表明生长环境对代谢物水平的影响大于品种的影响。利用OPLS-DA模型初步筛选了20种区分不同地区新鲜烟叶的差异代谢物。采用衍生化GC-MS方法和PCA、PLS-DA化学计量学方法研究了不同生育期、不同部位成熟期烟叶的代谢物变化趋势。
　　二、针对挥发性、半挥发性代谢物,建立了直接进样GC-MS代谢谱分析方法。该方法可实现新鲜烟叶中萜烯类、醛类、酮类、酯类等挥发、半挥发代谢物的同时快速测定,且稳定性好,精密度高。利用PLS-DA模型对不同地区成熟期烟叶代谢物进行了分析,初步筛选了13种可能的差异代谢物。不同生育期新鲜烟叶PCA分析结果表明盛花期是烟叶生长的关键生育期,并利用PLS-DA模型初步筛选了20种区分不同生育期新鲜烟叶的差异代谢物。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 烟草代谢产物影响因素

1.1.1 烟株生长和管理对烟草烟草代谢产物的影响

1.1.2 烟叶采收和成熟度对烟草代谢产物的影响

1.2 烟草代谢物靶向分析方法

1.2.1 常规化学成分的分析检测

1.2.2 总糖和还原糖的分析检测

1.2.3 生物碱的分析检测

1.2.4 有机酸的分析检测

1.2.5氨基酸的分析检测

1.2.6 色素的分析检测

1.2.7 多酚类的分析检测

1.2.8 香味成分的分析检测

1.3 代谢组学

1.3.1 代谢组学的形成与发展

1.3.2 代谢组学的主要应用

1.3.3代谢组学分析方法

1.3.4 代谢组学数据分析

1.4 本实验研究内容和意义

第二章 基于衍生化GC-MS的烟草代谢谱分析方法

2.1 材料与方法

2.1.1 仪器与试剂

2.1.2 方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 样品前处理方法的选择与优化

2.2.2分析方法评价

2.2.3 实际样品分析

2.3 本章小节

第三章 基于直接进样GC-MS烟草代谢谱分析方法

3.1 材料与方法

3.1.1 仪器与试剂

3.1.2 方法

3.2 结果与讨论

3.2.1前处理方法优化

3.2.2 分析方法评价

3.2.3实际样品分析

3.3 本章小节

全文总结

参考文献

作者简介

致谢