观赏向日葵不同花色物质组成的靶标代谢组学分析

摘要

[目的]本文旨在解析不同花色观赏向日葵的代谢物差异。[方法]通过靶向代谢组学的方法,对‘盐葵4号’和‘盐葵5号’不同颜色的花和茎中相关代谢产物含量进行测定,筛选差异代谢物,并对差异代谢物参与的代谢通路进行鉴定与分析,解析组织呈现不同颜色的代谢物质基础。[结果]通过广泛靶向代谢组学,共检测到647种代谢物,其中紫色花组织显著高于白色花组织的代谢物有140种,紫色花组织显著低于白色花组织的代谢物有224种;紫色茎组织显著高于白色茎组织的代谢物有48种,紫色茎组织显著低于白色茎组织的代谢物有104种。‘盐葵4号’紫色花中特异上调物质有123种,紫茎中特异上调物质有31种,紫花和紫茎共同上调的物质有17种。对差异代谢物进行KEGG代谢通路富集分析,结果显示差异代谢物参与多条代谢途径,其中花青素代谢途径在不同颜色的组织都显著富集。在紫色组织中参与花青素代谢途径的显著上调代谢物为矢车菊素、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和飞燕草素-3-O-3′,6″-O-二甲酰葡萄糖苷;在白色组织中显著上调的与颜色相关的代谢物为槲皮素、黄芪碱、异槲皮素、杨梅素和芦丁。另外,3种山奈酚类衍生物质在紫色组织中显著上调,可能在紫色组织形成过程中扮演重要角色。[结论]矢车菊素可能是‘盐葵4号’紫色组织呈色的主要物质,而槲皮素、黄芪碱、异槲皮素、杨梅素和芦丁等与其他颜色相关的代谢物是‘盐葵5号’呈色的主要物质。部分黄酮类物质合成下调,而花青素类物质合成上调可能是‘盐葵4号’花和茎组织呈现紫色的主要原因。