李是薔薇科李屬（Prunus salicina Lindl.）植物，是一種重要的經(jīng)濟(jì)類果樹，廣泛栽植于世界多個(gè)國家和地區(qū)。李果實(shí)色澤艷麗、風(fēng)味酸甜適口，富含多種糖、有機(jī)酸、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，也含有多酚、花色苷、黃酮等對人體有益且具有較高保健功能的生物活性成分，深受消費(fèi)者喜愛，市場認(rèn)可度較高。

李果實(shí)成熟及采后貯藏過程中營養(yǎng)品質(zhì)成分的變化及其影響因素一直是學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，如楊芬芬等關(guān)注了歐洲李品種果實(shí)生長發(fā)育變化規(guī)律，對物候期、外觀形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)變化及之間的相互作用進(jìn)行了研究；Cetin等探討了不同成熟期和不同果實(shí)部位對李品質(zhì)的影響；Zhang Huiyi等研究了細(xì)胞壁蛋白在李果實(shí)成熟軟化過程中的影響和作用；Song Qianjun等探討了外源植物生長調(diào)節(jié)劑對‘蜂糖’李果實(shí)糖積累的調(diào)控機(jī)制。果實(shí)貯藏過程中，有學(xué)者比較了貯藏溫度以及殼聚糖處理、涂膜處理、褪黑素處理等不同方式對李果實(shí)采后品質(zhì)的影響。此外，李果實(shí)成熟過程中，口感不斷變化，果皮和果肉色澤逐漸從綠色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠色或紅色、深紅色、紫色，口感、色澤等的變化對應(yīng)著糖、酸等初生代謝產(chǎn)物以及花色苷、黃酮、多酚等次生代謝產(chǎn)物的變化，成熟度不僅決定了果實(shí)中代謝物的種類和豐富程度，也影響著鮮食品質(zhì)和貯藏效應(yīng)，果實(shí)貯藏過程中也涉及代謝物的復(fù)雜變化。因此，不同成熟度李果實(shí)代謝物的差異及在貯藏過程中的變化是值得研究的重要問題，但目前鮮見綜合開展李果實(shí)成熟度和貯藏過程中代謝物變化的研究。

近年來，代謝組學(xué)以其獨(dú)特的放大效應(yīng)、簡便的研究方法以及對樣本真實(shí)狀態(tài)的準(zhǔn)確反映等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于毒理學(xué)、生理學(xué)、營養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域，特別是隨著超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（UPLC-MS/MS）和氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（GC-MS/MS）等檢測技術(shù)的發(fā)展，基于這些技術(shù)的代謝組學(xué)在研究作物代謝物變化及差異性方面發(fā)揮了重要作用。李果實(shí)的代謝物研究方面，較多關(guān)于品種間或發(fā)育階段的差異比較，也有關(guān)于初生代謝物貯藏變化等，這些研究為明確李營養(yǎng)品質(zhì)的差異及保鮮策略的選擇提供了重要的理論支撐。福建省是我國李的主產(chǎn)區(qū)，其主栽品種芙蓉李不僅是福建省名特優(yōu)水果，在全國也享有一定的知名度，是優(yōu)質(zhì)地方品種之一。

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所的周丹蓉、顏少賓、葉新福*等采用基于UPLC-MS/MS的廣泛靶向代謝組學(xué)方法，鑒定不同成熟度芙蓉李及其在貯藏過程中的初生和次生代謝物質(zhì)，分析其差異，追蹤其代謝途徑，旨在為研究不同成熟度李果實(shí)及其在貯藏過程中代謝物的種類和數(shù)量提供理論基礎(chǔ)。

01

不同成熟度芙蓉李貯藏時(shí)的代謝物分析

本研究采用基于UPLC-ESI-MS/MS的廣泛靶向代謝組學(xué)檢測芙蓉李F和S采摘期及4 ℃分別貯藏0、28、56 d的果實(shí)樣本中的代謝物和DAMs。如圖1A所示，芙蓉李S果實(shí)的果皮、果肉顏色均比F果實(shí)紅；貯藏過程中果皮、果肉的紅色也逐漸加深；S果實(shí)貯藏至56 d時(shí)，雖外觀仍完好，但果肉已軟化變質(zhì)。

對檢測結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量評估，QC樣本質(zhì)譜檢測總離子流（TIC）色譜圖的疊加圖見圖1B。代謝物檢測TIC色譜曲線重疊性高，即保留時(shí)間和峰強(qiáng)度均一致，表明質(zhì)譜對同一樣品不同時(shí)間檢測時(shí)，信號穩(wěn)定性較好，儀器的高穩(wěn)定性為數(shù)據(jù)的重復(fù)性和可靠性提供了重要的保障。經(jīng)質(zhì)量評估后，共檢測到代謝物1 390 種，主要為黃酮類（337 種，24.24%）、酚酸類（237 種，17.05%）占比較高（圖1C），其次為氨基酸及其衍生物（9.28%）、生物堿（7.55%）、脂質(zhì)（7.41%）、有機(jī)酸（6.19%）及萜類（6.04%）等，其他類中的糖類物質(zhì)占比也較高，為6.26%。

02

不同成熟度芙蓉李貯藏時(shí)代謝物的多元統(tǒng)計(jì)分析

采用PCA對樣本總體代謝差異和樣品間差異度大小進(jìn)行分析，由圖2A可知，各組樣本可分別在組內(nèi)聚集到一起，而組間有明顯的分離趨勢；如圖2B所示，18 個(gè)樣本清晰地分為6 組，而在組間差異中，F(xiàn)2與S1、S2，F(xiàn)0與S0、F1相近，推測它們的代謝物類別可能更接近；此外，在代謝物的相對含量上，處理間有明顯差異，S2高于其他，其次為F2、S1，F(xiàn)0和S0相差不大，F(xiàn)1最少，這表明不同成熟度芙蓉李果實(shí)的代謝物間含量差異較小，而成熟度越高，貯藏時(shí)物質(zhì)代謝越活躍，代謝物種類越豐富，代謝物間含量差異越大。

采用OPLS-DA模型比較不同處理之間的DAMs，模型中RX2、RY2分別表示模型對于X矩陣和Y矩陣的解釋率，Q2表示模型的預(yù)測能力，3 個(gè)指標(biāo)越接近于1表示模型越穩(wěn)定可靠，通常Q2＞0.5即認(rèn)為模型有效，P＜0.05認(rèn)為模型比較好。由表1可知，各模型均有較高的Q2、RX2、RX2比較組的Q2＞0.8、P＜0.05，表明這些模型是可靠和穩(wěn)定的，為不同處理之間的代謝變化提供了極好的解釋，可以用來進(jìn)一步通過VIP分析篩選出DAMs。

03

各比較組DAMs分析

按照VIP＞1且FC≥2或FC≤0.5的標(biāo)準(zhǔn)篩選不同成熟度芙蓉李及其貯藏時(shí)的DAMs，結(jié)果如表2所示。隨貯藏時(shí)間延長，DAMs增多，表明在貯藏過程中代謝物種類和含量發(fā)生了明顯的變化。

3.1 F0與S0的DAMs分析

對剛采摘的F0與S0的代謝物進(jìn)行對比，篩選F0與S0的DAMs并繪制火山圖（圖3A），由表2可知，兩者的DAMs共103 種，表現(xiàn)上調(diào)的62 種、下調(diào)的41 種。如圖3B所示，酚酸類和黃酮類是主要的DAMs，分別占總數(shù)量的24.27%、28.16%；具體來說，上調(diào)的主要為氨基酸及其衍生物2 種、有機(jī)酸1 種、其他類6 種、酚酸類14 種、黃酮類21 種、木脂素和香豆素2 種、生物堿5 種、鞣質(zhì)1 種、萜類10 種；下調(diào)的主要為氨基酸及其衍生物4 種、其他類3 種、脂質(zhì)1 種、酚酸類11 種、黃酮類8 種、木脂素和香豆素8 種、生物堿3 種、醌類1 種、鞣質(zhì)2 種。在黃酮類的DAMs中，多數(shù)花青素、黃酮、黃酮醇在S0中上調(diào)，而二氫黃酮下調(diào)。

由圖3C可知，上調(diào)最多的依次為樟葉越橘苷C、L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、金合歡素-7-O-蕓香糖苷（蒙花苷）、洋丁香苷A、吡哆醇-5’-O-(6”-阿魏酰)葡萄糖苷、槲皮素-7-O-(6”-丙二酰)葡萄糖苷-5-O-葡萄糖苷、2,3-二羥基-19-羰基-18,19-開環(huán)熊果-11,13(18)-二烯-28-酸、1-羰基-泰國樹脂酸、白花前胡苷、2,3,19-三羥基齊墩果-12-烯-23,28-二酸、2,3,23-三羥基齊墩果-12-烯-28,29-二酸29-甲酯（商陸皂苷元）、3,5,7-三羥基黃烷酮（短葉松素）、山柰酚-3-O-(2”,6”-二-O-鼠李糖基)-葡萄糖苷；下調(diào)的依次為羅漢松樹脂醇、橙皮素-7-O-蕓香糖苷（橙皮苷）、5-甲氧基吲哚-3-甲醛、N-甲基-L-谷氨酸、蘭金斷腸草堿、3,4-二氫-4-(4’-羥基苯基)-5,7-二羥基香豆素葡萄糖苷、甘茶酚G-3’-葡萄糖苷。研究結(jié)果還顯示，上調(diào)的吡哆醇-5’-O-(6”-阿魏酰)葡萄糖苷、洋丁香苷A、金合歡素-7-O-蕓香糖苷（蒙花苷）、L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、樟葉越橘苷C在F0中未檢出，而下調(diào)的N-甲基-L-谷氨酸、5-甲氧基吲哚-3-甲醛、橙皮素-7-O-蕓香糖苷（橙皮苷）、羅漢松樹脂醇在S0中未檢出。

3.2 F采摘期果實(shí)貯藏期間的DAMs分析

如圖4A所示，在FC前20的代謝物中，F(xiàn)0與F1對比上調(diào)的有9 種，主要為氨基酸及其衍生物3 種、酚酸類物質(zhì)2 種、黃酮類物質(zhì)1 種、生物堿2 種及其他1 種；下調(diào)的有11 種，主要為氨基酸及其衍生物4 種、黃酮類物質(zhì)3 種、糖類物質(zhì)2 種、生物堿1 種及維生素1 種。如圖4B所示，F(xiàn)0與F2對比上調(diào)的有12 種，主要為氨基酸及其衍生物5 種、酚酸類物質(zhì)3 種、黃酮類物質(zhì)1 種、生物堿1 種、維生素1 種及萜類物質(zhì)1 種；下調(diào)的有8 種，主要為氨基酸及其衍生物1 種、黃酮類物質(zhì)5 種、糖類物質(zhì)2 種。如圖4C所示，F(xiàn)1與F2對比上調(diào)的也有12 種，主要為氨基酸及其衍生物5 種、酚酸類物質(zhì)1 種、黃酮類物質(zhì)3 種、生物堿1 種、糖類1 種及脂質(zhì)1 種；下調(diào)的有8 種，主要為酚酸類物質(zhì)1 種、黃酮類物質(zhì)5 種、糖類物質(zhì)2 種。

如圖4D所示，篩選得到3 個(gè)比較組間共有的DAMs 28 種，包括氨基酸及其衍生物7 種、核苷酸及其衍生物3 種、其他類2 種（分別為糖類和維生素類）、有機(jī)酸4 種、脂質(zhì)8 種，以及酚酸類2 種、黃酮類2 種（表3）。進(jìn)一步分析這些DAMs的含量（以每個(gè)物質(zhì)的特征離子在檢測器形成的峰面積計(jì)），與剛采摘時(shí)（F0）對比，除環(huán)(苯丙氨酸-谷氨酸)、2,2-二甲基琥珀酸外，其他氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、有機(jī)酸類物質(zhì)的含量在F2中均呈倍數(shù)增加，其中L-脯氨酰-L-亮氨酸在F2中增加16.86 倍；然而，這幾類物質(zhì)中有64.29%的代謝物含量在F1中有所下降。氨基酸類和核苷酸類物質(zhì)是多數(shù)食品的主要鮮味物質(zhì)，有機(jī)酸類在調(diào)節(jié)水果的酸甜味、增加滋味層次方面起著積極作用，這3 類物質(zhì)還能作為風(fēng)味前體物質(zhì)，參與生物代謝途徑生成揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。貯藏中這幾類物質(zhì)含量的增加賦予了李果實(shí)更優(yōu)異的風(fēng)味和口感。除溶血磷脂酰乙醇胺16:0*、溶血磷脂酰膽堿18:1(2n異構(gòu))*外，其他脂質(zhì)均隨貯藏時(shí)間的延長大幅增加，其中溶血磷脂酰膽堿18:3(2n異構(gòu))、溶血磷脂酰膽堿19:2、溶血磷脂酰乙醇胺18:3*、溶血磷脂酰乙醇胺18:3(2n異構(gòu))*在F2中的含量為F0的10 倍以上。脂質(zhì)是生物體中重要的能量來源，也對維持細(xì)胞功能、防止機(jī)械損傷和微生物入侵至關(guān)重要，貯藏過程中脂質(zhì)類物質(zhì)的增加不僅可為果實(shí)提供能量支持，也可發(fā)揮保護(hù)作用延長保鮮期。值得指出的是，其他類中的煙酰胺在F0中的含量極高，但其含量在F1和F2中銳減，分別下降了97.97%和90.07%；糖類物質(zhì)D-泛酰醇在F0中含量也較高，在F1和F2中分別下降了95.04%、86.12%。酚酸類、黃酮類雖然共有DAMs較少，但酚酸類中的4-O-β-D-葡萄糖基阿魏酸的含量在F1和F2中較F0分別增加了20.51 倍和64.82 倍，變化較明顯；松柏醇在F1中較F0增加了2 倍以上，但在F2中含量下降。黃酮類中的異奧卡寧、花旗松素（二氫槲皮素）均隨貯藏時(shí)間的延長而下降。

3.3 S采摘期果實(shí)貯藏期間的DAMs分析

在FC前20的代謝物中，如圖5A所示，S0與S1對比上調(diào)的有12 種，包括氨基酸及其衍生物3 種、酚酸類物質(zhì)1 種、黃酮類物質(zhì)1 種、木脂素和香豆素1 種、生物堿2 種、萜類1 種及脂質(zhì)3 種；下調(diào)的有8 種，包括氨基酸及其衍生物2 種、黃酮類物質(zhì)3 種、其他類1 種、生物堿1 種、萜類1 種。如圖5B所示，S0與S2對比上調(diào)的有11 種，包括氨基酸及其衍生物5 種、酚酸類物質(zhì)1 種、核苷酸及其衍生物2 種、黃酮類1 種、木脂素和香豆素1 種、生物堿1 種；下調(diào)的有9 種，包括氨基酸及其衍生物3 種、黃酮類物質(zhì)4 種、其他類2 種。如圖5C所示，S1與S2對比上調(diào)的也有11 種，包括氨基酸及其衍生物9 種、黃酮類物質(zhì)1 種、生物堿1 種；下調(diào)的有9 種，包括氨基酸及其衍生物2 種、酚酸類物質(zhì)1 種、黃酮類物質(zhì)2 種、其他類1 種、生物堿2 種和脂質(zhì)1 種。

如圖5D所示，篩選得到共有DAMs 38個(gè)，包括氨基酸及其衍生物7 種、核苷酸及其衍生物6 種、其他類1 種、有機(jī)酸3 種、脂質(zhì)等初生代謝物8 種、酚酸類2 種、黃酮類6 種、木脂素和香豆素1 種、生物堿4 種（表4）。共有DAMs中60%以上物質(zhì)的含量隨貯藏時(shí)間的延長逐漸增加，包括所有的酚酸類和生物堿類物質(zhì)，以及氨基酸及其衍生物4 種、核苷酸及其衍生物4 種、脂質(zhì)5 種和黃酮類物質(zhì)4 種；而3 種有機(jī)酸的含量均表現(xiàn)為先下降再上升，且S2中比S0中更高。共有DAMs中，L-苯丙氨酸、花旗松素（二氫槲皮素）、溶血磷脂酰乙醇胺18:2(2n異構(gòu))*、O-磷酸膽堿、琥珀酸、甲基丙二酸、氨基丙二酸等是在3 個(gè)時(shí)期含量均較高的物質(zhì)；羅漢松樹脂醇、4-O-β-D-葡萄糖基阿魏酸、L-甲硫氨酸、4-羥基扁桃腈在S1、S2中的含量均為S0的10 倍以上。值得注意的是，與在F中類似，酚酸類中的4-O-β-D-葡萄糖基阿魏酸在S0中的含量也較低，但卻在S1和S2中分別增加22.60、91.07 倍。隨著貯藏時(shí)間的延長，環(huán)(苯丙氨酸-谷氨酸)的含量下降，S2中未檢出；山柰素-3-O-葡萄糖醛酸苷的含量在S1中有所增加，但在S2中也未檢出；羅漢松樹脂醇在S0中未檢出，且在S1中的含量高于S2。

與F對比，S的3 個(gè)比較組篩選得到的共有DAMs中還包含了木脂素和香豆素、生物堿等次生代謝物，且黃酮類物質(zhì)的種類也有所增加；花旗松素（二氫槲皮素）是F和S果實(shí)在貯藏期間相對含量均下降的黃酮類物質(zhì)，4-O-β-D-葡萄糖基阿魏酸則是在兩者中均增加的酚酸類物質(zhì)；S的共有DAMs中，除花旗松素（二氫槲皮素）、山柰素-3-O-葡萄糖醛酸苷外，其他黃酮類、酚酸、生物堿物質(zhì)的相對含量均隨貯藏時(shí)間的延長大幅增加。發(fā)育、成熟、衰老、腐爛是李果實(shí)的正常生理過程，S果實(shí)的成熟度高、代謝物種類豐富，但衰老、腐爛的進(jìn)程更快，然而豐富的代謝物使其可在貯藏期間“補(bǔ)給”更大量的黃酮類、酚酸、生物堿，這幾類物質(zhì)均與抗氧化性密切相關(guān)，具有清除自由基、減少氧化應(yīng)激對細(xì)胞損傷的作用，還能抑制細(xì)菌生長，其含量大幅增加對延長李果實(shí)保鮮期具有積極作用。

3.4 DAMs KEGG功能注釋及富集分析

KEGG數(shù)據(jù)庫是研究代謝途徑的主要數(shù)據(jù)庫，可提供包括碳水化合物、核苷酸、氨基酸等的代謝及有機(jī)物生物降解的所有可能的途徑，是進(jìn)行生物體內(nèi)物質(zhì)代謝分析的強(qiáng)有力工具。本研究主要對不同比較組間可注釋到KEGG通路的DAMs富集和代謝途徑進(jìn)行討論，以研究潛在重要代謝通路中的物質(zhì)在不同組別中的變化規(guī)律。各比較組可注釋到的數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有通路的數(shù)量以及顯著富集的KEGG代謝通路如表5、圖6所示。

3.4.1 成熟度對比的DAMs KEGG功能注釋及富集分析

果實(shí)品質(zhì)的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程，本研究中F0與S0共得到103 種DAMs，其中，酚酸類和黃酮類的數(shù)量占52.43%（圖3B），說明果實(shí)成熟階段，這兩類物質(zhì)組分和含量發(fā)生較大變化；這103 種DAMs中有20 種可注釋到數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的21 條通路，其中11 種DAMs可注釋到芪類、二芳基庚烷類化合物和姜辣素的生物合成，類黃酮生物合成，花色素苷生物合成，激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)4 條顯著富集的KEGG代謝通路，9 種酚酸或黃酮類物質(zhì)在類黃酮、花色素苷等生物合成途徑中較為活躍，也說明酚酸類、黃酮類（查耳酮、二氫黃酮、二氫黃酮醇、花青素）等次生代謝物質(zhì)在芙蓉李果實(shí)成熟過程中發(fā)生了強(qiáng)烈的變化。酚酸類和黃酮類物質(zhì)是廣泛存在于植物中的兩類重要化合物，它們在果實(shí)品質(zhì)中扮演著關(guān)鍵角色，與果實(shí)色澤、風(fēng)味和香氣等重要品質(zhì)性狀的形成息息相關(guān)，兩類物質(zhì)的含量變化不僅影響果實(shí)的顏色，也可以通過影響果實(shí)中的酶活性和代謝途徑，間接影響果實(shí)的口感和香味。F0與S0比較組中，可注釋到類黃酮生物合成途徑的顯著DAMs包括反式-5-O-對香豆酰莽草酸、5-O-咖啡酰莽草酸、柚皮素查耳酮、柚皮素-7-O-葡萄糖苷（櫻桃苷）*、3,5,7-三羥基黃烷酮（短葉松素），為酚酸或黃酮類化合物，其中酚酸均表現(xiàn)為下調(diào)，黃酮類的3,5,7-三羥基黃烷酮（短葉松素）和柚皮素查耳酮表現(xiàn)為上調(diào)。這些物質(zhì)中，反式-5-O-對香豆酰莽草酸、5-O-咖啡酰莽草酸等是植物抗病原菌侵染相關(guān)的重要次生代謝產(chǎn)物，其在成熟過程中含量下降，表明成熟果實(shí)的抗病性減弱，這與實(shí)際生產(chǎn)中成熟后期果實(shí)更易受病菌浸染的情況相吻合；柚皮素查耳酮、柚皮素-7-O-葡萄糖苷（櫻桃苷）*均是柚皮素的合成中間體，是果實(shí)苦、澀味的重要物質(zhì)，其也在成熟期間含量下降，這有利于促進(jìn)芙蓉李鮮爽風(fēng)味的形成。黃酮類物質(zhì)特別是花青素是許多水果呈現(xiàn)鮮艷顏色的主要原因，可注釋到花色素苷生物合成途徑的顯著DAMs為天竺葵素-3-O-(3”,6”-O-二丙二酰)葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-(6”-O-丙二酰)葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷等，它們在成熟期間呈上調(diào)趨勢，這與果實(shí)色澤的變化趨勢一致，可見花青素的變化促進(jìn)了芙蓉李果實(shí)色澤的形成。由此可見，酚酸類和黃酮類物質(zhì)通過影響果實(shí)的色澤、風(fēng)味以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗性等多個(gè)方面，共同影響了果實(shí)的品質(zhì)。

3.4.2 低溫貯藏對比的DAMs KEGG功能注釋及富集分析

從不同貯藏階段分析，無論F與S的果實(shí)，顯著富集的KEGG代謝通路均表現(xiàn)出高度的相似性。如圖6B所示，0～28 d（0～1階段），硫代葡萄糖苷生物合成，氨酰-tRNA生物合成，纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸降解，氨基酸的生物合成，2-氧代羧酸代謝，托品烷、哌啶和吡啶類生物堿生物合成均是顯著富集的KEGG代謝通路；此外，半胱氨酸和甲硫氨酸代謝是F0與F1比較組中顯著富集的KEGG代謝通路，植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、煙酸和煙酰胺代謝是S0與S1比較組中顯著富集的KEGG代謝通路（圖6E）。F0與F1比較組中，可注釋到顯著富集通路中的所有DAMs包括12 種氨基酸及其衍生物、1 種有機(jī)酸、1 種生物堿；S0與S1比較組中，可注釋到顯著富集通路中的所有DAMs包括8 種氨基酸及其衍生物、2 種有機(jī)酸、4 種生物堿、2 種其他類。可注釋到的DAMs中，氨基酸及其衍生物中的L-谷氨酰胺、L-賴氨酸在2 個(gè)比較組中均下調(diào)，L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、L-亮氨酸、L-異亮氨酸、S-(5’-腺苷基)-L-蛋氨酸均上調(diào)。氨基酸不僅可參與能量代謝和蛋白質(zhì)合成、脂肪酸合成，也可增強(qiáng)機(jī)體的抗逆性并發(fā)揮抗氧化作用，從而減輕果實(shí)在貯藏過程中環(huán)境因素的損傷；氨基酸也可通過參與代謝提高果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味口感，羅琴的研究表明，噴施氨基酸可通過提高夏黑葡萄可溶性糖、可溶性固形物含量，降低可滴定酸、酚類等物質(zhì)含量，改善內(nèi)在品質(zhì)，還可通過促進(jìn)花色苷積累促進(jìn)著色。也有研究表明，L-甲硫氨酸、S-(5’-腺苷基)-L-蛋氨酸均與乙烯合成密切相關(guān)，S-腺苷蛋氨酸還可作為甲基供體以及參與眾多轉(zhuǎn)硫基、轉(zhuǎn)氨基和轉(zhuǎn)核糖基等重要的生化反應(yīng)，其濃度發(fā)生微小變化就可對微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的合成以及細(xì)胞分化產(chǎn)生較大的影響，李為呼吸躍變型水果，貯藏過程中受L-甲硫氨酸、S-(5’-腺苷基)-L-蛋氨酸上調(diào)及植物自身調(diào)節(jié)“開關(guān)”的影響，乙烯生成量以自催化的方式上升，促進(jìn)果實(shí)后熟；此外，L-苯丙氨酸可促進(jìn)色澤的形成，L-谷氨酰胺、L-賴氨酸、L-亮氨酸、L-異亮氨酸均是水果中的呈味氨基酸，這些物質(zhì)的變化對芙蓉李貯藏期間品質(zhì)的形成發(fā)揮了重要作用。

28～56 d（1～2階段），嘌呤代謝、核苷酸代謝均是顯著富集的KEGG代謝通路，黃嘌呤、黃苷、鳥嘌呤*、次黃嘌呤、2’-脫氧腺苷參與到嘌呤代謝、核苷酸代謝通路中，并在2 個(gè)比較組中都上調(diào)，已有研究證實(shí)核酸類化合物能提高植物抗病性，并且在細(xì)胞代謝和能量調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，比較組中核苷酸、嘌呤等的上調(diào)可能在李果實(shí)貯藏過程中發(fā)揮抗氧化、抑制病原微生物以及提供能量、調(diào)節(jié)代謝等作用，以延緩貯藏果實(shí)衰老劣變。此外，F(xiàn)1與F2比較組中顯著富集的代謝通路還有丙酸代謝、甘油磷脂代謝，可注釋到的DAMs有磷酸二羥基丙酮、琥珀酸、甲基丙二酸、膽堿、磷酸乙醇胺；S1與S2比較組中還有色氨酸代謝、硫代葡萄糖苷的生物合成，可注釋到的DAMs有L-色氨酸、L-甲硫氨酸、L-苯丙氨酸等氨基酸及其衍生物，以及甲氧基吲哚乙酸、N-乙酰靛紅、3-吲哚乙腈、N-甲基色胺、吲哚-3-乙酸等生物堿。以上物質(zhì)與植物體應(yīng)對環(huán)境脅迫、防御病蟲害等方面高度相關(guān)，可見貯藏中后期預(yù)防衰老是主要的機(jī)體活動(dòng)。

由以上結(jié)果可以看出，芙蓉李果實(shí)在貯藏過程中主要以氨基酸及其衍生物、有機(jī)酸、核苷酸及其衍生物等初生代謝產(chǎn)物的合成和降解為主，有機(jī)酸參與兩個(gè)階段，但氨基酸及其衍生物主要在0～28 d（0～1）階段較為活躍，而核苷酸及其衍生物在28～56 d（1～2）階段較為活躍；次生代謝產(chǎn)物中的生物堿也是貯藏過程中參與代謝的主要物質(zhì)。0～1階段以品質(zhì)進(jìn)一步形成為主，1～2階段以預(yù)防衰老為主。

04

結(jié) 論

本研究采用UPLC-MS/MS技術(shù)結(jié)合廣泛靶向代謝組學(xué)，探討不同成熟度芙蓉李果實(shí)代謝物組成差異及代謝物在低溫貯藏過程中的變化特點(diǎn)。通過PCA和OPLSDA，比較組樣品存在較大的代謝差異，但F0與S0、F1，F(xiàn)2與S1、S2分別具有更相似的代謝物類別。按照VIP＞1且FC≥2或FC≤0.5的標(biāo)準(zhǔn)篩選DAMs，不同成熟度芙蓉李（F0與S0）共篩選到103 種DAMs，主要為酚酸類和黃酮類，占總數(shù)量的52.43%；這些DAMs中，上調(diào)的吡哆醇-5’-O-(6”-阿魏酰)葡萄糖苷、洋丁香苷A、金合歡素-7-O-蕓香糖苷（蒙花苷）、L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸、樟葉越橘苷C在F0中未檢出，而下調(diào)的N-甲基-L-谷氨酸、5-甲氧基吲哚-3-甲醛、橙皮素-7-O-蕓香糖苷（橙皮苷）、羅漢松樹脂醇在S0中未檢出，這些特定的代謝物可能反映了芙蓉李果實(shí)生長過程中代謝的差異，或許可將其作為鑒別芙蓉李果實(shí)成熟早期和中后期的特征性化合物。芙蓉李經(jīng)貯藏后，S與F比較組的共有DAMs數(shù)量、種類更多；F0與F1、F0與F2、F1與F2共篩選到28 種共有DAMs，S0與S1、S0與S2、S1與S2共篩選到38 種共有DAMs；兩者DAMs的種類相似，均含有氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、其他類、有機(jī)酸、脂質(zhì)等初生代謝物，以及酚酸類、黃酮類等次生代謝物；但S成熟度比較組的DAMs中還包含木脂素和香豆素、生物堿等次生代謝物，且其核苷酸及其衍生物、黃酮類的數(shù)量也有所增加。

對不同比較組間可注釋到KEGG通路的DAMs的富集和代謝途徑進(jìn)行分析，成熟度之間、貯藏期間的代謝通路差異明顯。不同成熟度（F0與S0）果實(shí)可注釋到芪類、二芳基庚烷類化合物和姜辣素的生物合成，類黃酮生物合成，花色素苷生物合成，激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)4 條顯著富集的KEGG代謝通路，可注釋的DAMs以酚酸類、黃酮類（查耳酮、二氫黃酮、二氫黃酮醇、花青素）等次生代謝物質(zhì)為主。F和S果實(shí)低溫貯藏時(shí)，在0～28 d（0～1階段）或28～56 d（1～2階段）顯著富集的KEGG代謝通路高度相似。其中，硫代葡萄糖苷生物合成、氨酰-tRNA生物合成、纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸降解、氨基酸的生物合成、2-氧代羧酸代謝、托品烷、哌啶和吡啶類生物堿生物合成均是0～1階段顯著富集的KEGG代謝通路；嘌呤代謝、核苷酸代謝均是1～2階段顯著富集的KEGG代謝通路。可注釋到的DAMs在0～1階段均以氨基酸及其衍生物、有機(jī)酸等初生代謝物質(zhì)為主；在1～2階段則以有機(jī)酸、核苷酸及其衍生物等初生代謝物質(zhì)為主，其次還有部分生物堿。

綜上，通過對不同成熟度芙蓉李和貯藏期間樣品的代謝物對比分析，探究其DAMs的變化和代謝通路的差異，結(jié)果可為研究芙蓉李的品質(zhì)與風(fēng)味形成、貯藏期間的變化趨勢提供參考。

作者簡介

通信作者：

葉新福 研究員

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院

葉新福，男，博士，二級研究員。長期從事作物遺傳育種工作。先后主持國家科技部支撐項(xiàng)目專題項(xiàng)目、福建省科技重大專項(xiàng)等。兩次高級訪問美國邁阿密大學(xué)植物基因組研究。作為主要參加人，獲得國家發(fā)明二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)及省部級獎(jiǎng)4 項(xiàng)，主持的“南方李柰種質(zhì)資源評價(jià)與創(chuàng)新利用”研究獲得福建省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)。

主持南方李研發(fā)團(tuán)隊(duì)遺傳育種研究，在中國李基因組學(xué)研究領(lǐng)域獲得重要進(jìn)展，發(fā)表了首個(gè)中國李基因組論文；通過輻射育種、雜交育種、生物育種等途徑培育了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)、不同成熟期、風(fēng)味獨(dú)特、適合南方區(qū)域推廣應(yīng)用的‘福紅’‘丹霞’‘福泰1號’等優(yōu)質(zhì)鮮食李新品種。先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文160篇。

獲“福建省百千萬人才人選”、“福建省青年科技獎(jiǎng)”、“福建省優(yōu)秀科技工作者”等榮譽(yù)。

第一作者：

周丹蓉 副研究員

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所

周丹蓉，女，福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所落葉果樹研究室主任，副研究員。主要從事桃李新品種的選育與示范推廣、品質(zhì)及功能成分研究，先后主持實(shí)施農(nóng)業(yè)部熱作資源保護(hù)項(xiàng)目、福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目等13 項(xiàng)；作為主要完成人獲福建省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2 項(xiàng)；主持審定李新品種2 個(gè)；獲得國家發(fā)明專利授權(quán)、植物新品種權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)15 項(xiàng)；參與制定農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1 項(xiàng)、福建省地方標(biāo)準(zhǔn)1 項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇。

引文格式：

周丹蓉, 顏少賓, 林炎娟, 等. 不同成熟度芙蓉李及其在低溫貯藏過程中的代謝物差異分析[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(22): 297-309. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250616-113.

ZHOU Danrong, YAN Shaobin, LIN Yanjuan, et al. Differential metabolite analysis of Furong plum harvested at different maturities during low temperature storage[J]. Food Science, 2025, 46(22): 297-309. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250616-113.

實(shí)習(xí)編輯：梁雯菁；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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