濒危蒙药沙冬青毛状根代谢组学分析

摘要

为了探讨利用蒙药蒙古沙冬青毛状根生产其药用成分的可能性,本研究采用超高效液相色谱-串联四级杆-飞行时间质谱(UPLC-Q-TOF-MS)技术分别对蒙古沙冬青毛状根和自然根组织进行化学成分分析,并通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元变量分析方法研究二者间的代谢产物差异。结果显示,蒙古沙冬青毛状根和自然根样本在正、负离子模式下分别得到3982和4209种代谢物,差异代谢物分别为1706和1639种,其中表达上调的代谢物分别有1455和1095种;注释到KEGG的差异代谢物有171和134种,主要富集在8大类65条代谢通路:氨基酸代谢、次生代谢产物生物合成、碳水化合物代谢、脂质代谢、辅助因子和维生素代谢、萜类和聚酮化合物代谢、能量代谢及核苷酸代谢等通路;蒙古沙冬青毛状根差异代谢产物主要集中在氨基酸代谢和次生代谢产物生物合成通路中,正离子模式下涉及的差异代谢物分别占37.4%和32.7%,负离子模式下占28.4%和26.1%;次生代谢产物生物合成途径中涉及黄酮/类黄酮生物合成、生物碱生物合成、β-内酰胺菌素生物合成、芥子油苷生物合成、苯丙烷代谢等11条代谢通路,其中黄酮/类黄酮生物合成途径涉及的差异代谢产物最多,占次生代谢产物生物合成途径中差异代谢物的34%,其次是有关生物碱生物合成的差异代谢物,占24%;黄酮/类黄酮生物合成途径中涉及的差异代谢物有88.2%呈现上调。本研究结果可为蒙古沙冬青毛状根代谢产物积累及途径解析提供理论依据。