我国不同地理来源的黑枸杞果实中活性代谢物的比较分析

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目的:黑枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)是一种独特的抗旱灌木植物,广泛分布于我国西北地区。其果实富含多种功能性生物活性物质,这些功能性物质与黑枸杞果实的品质密切相关,且大多活性代谢物的生物合成受到生长环境等因素影响。本研究旨在系统比较我国黑枸杞主产区不同地理来源的黑枸杞果实中活性代谢物的差异,并对不同地理来源的黑枸杞果实品质进行了初步鉴评,分析黑枸杞生长环境因素对其果实活性代谢物的影响。方法:本研究收集包括甘肃、宁夏、青海、新疆、内蒙古五个省份代表性地区的黑枸杞果实,对其总多酚含量、抗氧化和抗炎能力做了初步测定,然后利用代谢组学和脂质组学技术进一步深入分析黑枸杞果实的活性代谢物。结果:(1)基于福林酚法比较分析黑枸杞总多酚的含量,发现不同地区来源的黑枸杞果实的总多酚含量差异显著(p<0.05),其中来自甘肃敦煌的总多酚含量最高(p<0.05),新疆塔里木和甘肃武威的总多酚含量最低(p<0.05);进一步分析这些果实多酚提取物的抗氧化和抗炎能力发现:黑枸杞果实中总多酚含量与其抗氧化能力显著正相关(p<0.05),但是与其抗炎能力没有显著相关性。(2)基于高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,我们系统比较不同地区来源黑枸杞果实的代谢差异,共鉴定到黑枸杞中204种代谢物,包括24个氨基酸类、34个有机酸、30个糖类、58个酚类、23个脂类、5个核苷类、2个维生素和28个其它。其中,有135个代谢物在黑枸杞果实中首次被鉴定。多维统计分析发现,来自内蒙古、甘肃酒泉金塔和甘肃武威民勤这三个地区的样本与其他样本代谢组总体差异显著(p<0.05)。进一步分析发现这三个地区的黑枸杞果实中酚酸,可溶性糖以及部分黄酮类化合物含量更高(p<0.05),但芳香族氨基酸和三羧酸循环中间产物偏低(p<0.05)。而值得注意的是这三个地区的气候特征相似,都具有较长的日照时长和较低降雨量。(3)基于高效液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术,我们进一步系统比较了不同地区来源黑枸杞果实的脂质组差异,共鉴定到267种脂质分子,并发现甘油三酯是黑枸杞果实中的主要脂质种类。多维统计分析发现内蒙古地区的黑枸杞样本与其他样本差异显著(p<0.05),这与代谢组的结果吻合。该样本中糖脂类化合物含量较高,主要包括双半乳糖甘油二酯、硫代异鼠李糖甘油二酯和单半乳糖二酰甘油酯。还首次发现黑枸杞果实中双半乳糖甘油二酯和硫代异鼠李糖甘油二酯含量与其抗炎能力具有显著正相关(p<0.05)。结论:(1)总酚含量与抗炎抗氧化分析结果提示环境因素可能影响黑枸杞果实中多酚类物质的种类及含量。(2)不同地区代谢组结果提示干旱和紫外胁迫可能是影响黑枸杞果实内源代谢的重要因素。(3)不同地区脂质组结果表明双半乳糖甘油二酯和硫代异鼠李糖甘油二酯可作为黑枸杞果实中潜在的生物活性代谢物。
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