基于广泛靶向代谢组学的不同产地红茶代谢产物比较分析

为探究红茶代谢产物的产地差异,本实验采用感官审评方法及超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）的广泛靶向代谢组测定方法,对福建省福安市和尤溪县产红茶中的代谢产物进行比较分析。结果表明:福安红茶以“醇和”的滋味特征为主,尤溪红茶以“甘醇”的滋味特征为主。利用代谢组学方法在两地的红茶中鉴定出黄酮、酚酸类、脂质、有机酸、氨基酸及其衍生物等共937种代谢物,通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）可以显著区分不同产地红茶,并鉴定出410种具有显著差异的代谢物。尤溪红茶中有291种差异代谢物的相对含量高于福安红茶,其中紫云英苷、表儿茶素（EC）、L-谷氨酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-谷氨酸、绿原酸、苯乙胺和牡荆素-2'-O-鼠李糖苷等差异代谢产物对于两地红茶的不同滋味品质形成可能具有重要贡献。代谢通路分析发现,两地红茶的氨基酸和黄酮类物质代谢水平具有显著差异,可能是形成两地红茶滋味品质差异的原因。研究为茶叶产地鉴别提供理论依据。     

黑龙江省不同产地水稻的GC-MS代谢物差异分析

采用气相色谱-质谱联用技术对黑龙江省建三江水稻产区与其他产区的水稻种子进行代谢组学研究,探讨产地对其代谢物的影响。在R软件平台下采用XCMS软件包对气相色谱-质谱数据进行处理,结合SIMCA-P软件,进行主成分分析、偏最小二乘法-判别分析以及聚类分析进行多元统计分析。结果表明,共检测到173?个峰,定性出氨基酸、脂肪酸、糖类、多元醇等共44?个化合物;筛选出建三江地区相对于其他产区具有显著变化（P＜0.05,VIP≥1）的差异代谢物23?个,通过代谢通路分析得到氨基酸代谢对水稻品质及产地区分具有一定影响。结果表明,产地对水稻代谢物的种类和含量均有影响,水稻代谢物携带其产地信息,建三江地区与其他产地水稻代谢物之间存在显著差异。利用气相色谱-质谱技术分析产地对水稻种子代谢产物影响以及产地区分具有可行性。     

基于非靶向代谢组学的片烟醇化进程判断及代谢物差异分析

为探究非靶向代谢物在烟叶醇化过程中的变化规律，利用基于GC-MS法的非靶向代谢组学技术对云南省3个产区（曲靖、红河和昆明）的上部和中部烟叶进行分析。结果表明：醇化过程中，烟叶中糖类、氨基酸类和多酚类物质相对含量逐渐下降，有机酸类物质相对含量逐渐升高。基于非靶向代谢物组成，烟叶醇化进程可分为3个阶段，云南上部和中部烟叶适宜醇化期分别为21～33个月和21～27个月。利用偏最小二乘判别分析（PLS-DA），筛选出醇化前期至醇化中期的差异代谢物共16种，主要富集在糖代谢通路中；醇化中期至醇化后期的差异代谢物共10种，主要富集在有机酸代谢通路中。     

基于GC-MS技术对不同产地稻米的代谢组学分析

基于气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）联用技术对建三江和响水地区的60份稻米样本进行代谢组学研究。利用主成分分析和正交偏最小二乘-判别分析等多元统计分析方法,对建三江和响水的稻米样本进行检测,在样本中共检测出143 个峰,鉴定出包括氨基酸、脂肪酸、核苷酸、有机酸、多元醇、糖类等在内的39 个代谢产物。实验考察产地对水稻代谢组的影响,结果表明建三江地区和响水地区稻米代谢产物在数量和含量上均存在显著差异。对显著变化（P＜0.05,VIP＞1）的差异代谢物进行鉴定,共筛选出16 种差异代谢产物。实验表明,利用GC-MS技术,结合多元统计分析的方法,可用于不同地区稻米代谢产物差异的研究,为稻米产地溯源提供理论依据。     

气相色谱-质谱联用代谢组学技术分析不同产地稻米代谢物

采用气相色谱-质谱联用的代谢组学手段,对黑龙江省2?个地理标志稻米产区的60?个水稻样本进行代谢组学研究,使用SIMCA软件和R软件对数据进行主成分分析、正交偏最小二乘-判别分析（orthogonal partial least square-discriminant analysis,OPLS-DA）等多元统计分析及代谢途径分析,探讨产地对稻米代谢及代谢产物的影响。结果共鉴定出167?个代谢产物,分析发现产地对稻米代谢物的数量、种类和含量均有影响,其中对含量的影响最显著。共筛选出32?个差异代谢物,层次聚类分析表明其可以作为产地鉴别的参考指标。OPLS-DA结果显示,两产地稻米区分显著,均有明显样本聚集区,说明产地对水稻代谢的影响很大。代谢途径分析共检索到与差异代谢物相关性高的9?条关键通路,发现不同产地对水稻中脂类和氨基酸类物质的代谢影响最大。脲基丙酸、角鲨烯、胆固醇、月桂酸、反丁烯二酸5?个代谢产物在不同产地水稻的代谢差异方面具有重要的参考意义。研究为稻米产地鉴别提供理论依据,为农产品产地溯源提供一定参考。     

基于液质联用代谢组学方法分析不同产地和表型的玛咖

本实验基于液质联用代谢组学分析方法对20种不同表型和产地玛咖进行分析，采用超高效液相色谱串联四级杆静电场轨道阱高分辨质谱（Dionex Ultimate 3000-Q Exactive Orbitrap），原始数据经过Compound Discoverer软件处理后通过SIMACA 14.1软件分析可能的标志性代谢物，然后对这些潜在的标志性代谢产物进行二级质谱分析，通过相关文献和数据库（HMDB或NIST）对其进行定性。结果表明按照产地分组的多元变量统计分析中，五个产地的玛咖在OPLS-DA中成功分组，丽江和香格里拉两个产地玛咖在PLS-DA和OPLS-DA中分组成功；三种表型的紫色、黄色和黑色玛咖在PLS-DA和OPLS-DA中分组成功。聚类分析表明黄色、黑色和紫色玛咖各分为不同三类，三种表型玛咖内活性成分差异较大，与OPLS-DA得分图结果相吻合。表明高分辨质谱结合代谢组学技术可用于玛咖不同表型及产地的鉴别。由于目前对于玛咖中代谢物质定性的数据库和文献较少，本实验只定性出黑色玛咖的标志性代谢产物N-苄基-15Z-烯二十四酰胺以及黄色和紫色玛咖标志性代谢产物3-甲氧基苯基乙酸。     

基于GC-MS分析不同品种小米代谢产物及代谢途径

基于气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）代谢组学方法研究同一产地不同品种小米的代谢产物。用甲醇溶液提取极性代谢组分，N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺衍生化处理，通过GC-MS分离鉴定代谢产物。结果表明，同一产地2?个不同品种小米共发现了53?种代谢产物。古龙小米有48?种代谢产物，其中优势代谢产物为亚油酸；禾绅小米代谢产物有32?种，优势代谢产物为亚油酸。对比发现，古龙小米有21?种差异代谢产物；禾绅小米有5?种差异代谢产物。对2?个品种小米差异代谢产物的代谢途径分析，发现古龙小米的葡萄糖代谢途径、脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径和三羧酸循环都比禾绅小米对应的代谢途径更活跃，推测古龙小米的代谢产物多是因为其代谢速率快于禾绅小米的代谢速率。     

上部叶脂质代谢与烟叶褐变的关系研究

  目的  为明确烤烟上部叶脂质代谢对烟叶褐变的影响。  方法  以云烟87和中川208两个品种的上部叶为试验材料,利用转录组学、透射电镜、扫描电镜和荧光实时定量PCR（qRT-PCR）技术从细胞生物学和分子层面对脂质氧化与上部烟叶的褐变关系进行系统的研究。  结果  （1）相比云烟87,易褐变的中川208上部叶褐变速度更快,且叶片达五成的褐变时间更短,褐变反应更剧烈;进一步的转录组GO分析和KEGG富集分析结果显示中川208上部叶差异基因在脂类代谢（亚麻酸和亚油酸代谢）富集较多,表明脂质代谢与上部叶烟叶褐变密切相关。（2）对比云烟87,中川208上部叶成熟期角质层厚度明显增加,蜡质层破碎薄片明显增多,总脂肪酸含量、亚麻酸含量及脂氧合酶（LOX）酶活显著高于云烟87,表明中川208上部叶脂类代谢较旺盛,易发生脂质氧化。（3）qRT-PCR结果表明中川208上部叶中脂类代谢途径关键基因CYP76A2、LOX5、LTP4、MYB108、ALDH2B7等的表达量显著高于云烟87,其中脂质氧化关键基因LOX5表达量上调2.27倍。  结论  相比云烟87上部烟叶,中川208上部叶褐变反应更剧烈,烟叶中的脂肪酸代谢更旺盛,脂类物质更易发生氧化反应,表明脂肪酸代谢引起的脂质氧化是中川208上部烟叶易褐变的一个重要因素。      

基于UPLC-MS/MS的不同产地蜂糖李果实初生代谢差异分析

采用超高效液相色谱-串联质谱技术对贵州省3个产地的蜂糖李果实初生代谢物进行代谢组学研究，通过主成分分析、正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA）等多元统计分析和代谢途径分析，探讨产地对蜂糖李初生代谢产物的影响。实验共鉴定出307种代谢物，分析发现产地对蜂糖李代谢物的种类和含量均有影响。良田蜂糖李相比六马蜂糖李存在13种差异代谢物，惠水蜂糖李相比六马蜂糖李、良田蜂糖李都存在49种差异代谢物。同时OPLS-DA结果表明，不同产地蜂糖李区分明显，均有显著样本聚集区，说明产地对蜂糖李初生代谢的影响很大。代谢通路分析发现，不同产地间蜂糖李初生代谢差异机制主要在于氨基酸类物质的代谢，对氨基酸类物质的影响最为显著。本研究可为蜂糖李产地鉴别提供理论依据，为蜂糖李产地溯源提供一定参考。     

不同产地稻花香水稻代谢产物差异分析

基于气相色谱与质谱联用（GC-MS）的代谢组学技术,对黑龙江省宁安市和五常市两个产地的水稻代谢产物与代谢差异进行研究。使用SIMCA软件和R软件对数据进行多元统计分析。结果表明,产地对稻花香水稻代谢物的数量、含量、种类及种类占比均具有影响,两产地水稻样本共定性到127个代谢物,筛选出22个差异代谢物,且发现产地对脂肪酸及其衍生物含量的影响最明显。代谢途径分析结果表明,不同产地间水稻代谢差异机制主要在于脂肪酸类物质的代谢,亚油酸、棕榈酸和富马酸是三种关键代谢物。本研究从代谢产物组成方面对不同产地的稻花香水稻代谢差异进行分析,可为水稻产地区分及农产品溯源提供理论支撑。     

醇化方式对津巴布韦烟叶微生物和香味成分的影响

为了解醇化方式对烟叶微生物和烟叶香味成分的影响，采用MiSeq高通量测序技术和气相色谱-质谱法，分析了不同醇化库（保湿库、机械库和自然库）不同醇化时间（3、9、12、15和18个月）津巴布韦烟叶微生物多样性及香味成分的差异。结果表明：(1)同一醇化库内醇化时间为3、9和12个月时物种组成相似度较高，但不同醇化库之间的物种组成差异较大；(2)在门、属水平上，醇化时间和醇化库对菌落的相对丰度有一定影响，醇化18个月后，机械库中烟叶变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的总相对丰度达最大值，假单胞菌属（Pseudomonas）、泛菌属（Pantoea）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、节杆菌属（Arthrobacter）和甲基杆菌属（Methylobacterium）的总相对丰度达最大值；(3)功能预测表明，在一级功能层共有7类代谢通路，参与代谢的细菌占绝对优势；(4)在二级功能层共有41种代谢通路，参与膜运输、能量代谢和碳水化合物代谢等细菌的相对丰度较大。醇化18个月后，机械库中参与碳水化合物代谢、氨...     

不同品种雪茄烟叶晾制后代谢组的差异分析

不同品种雪茄烟叶晾制后叶色存在显著差异。本研究以晾制后的雪茄烟品种楚雪10号（CX-010）和楚雪14号（CX-014）烟叶为材料,运用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）联用技术开展非靶向代谢组学分析,探索两品种烟叶在晾制后代谢物的相对含量差异及其与叶色的关系。结果表明,两个品种晾制后的烟叶代谢物相对含量存在显著差异。与CX-014相比,CX-010烟叶中游离氨基酸与生物碱相对含量总体较低,脂质相对含量总体较高,相差最大的32种差异代谢物包含2种氨基酸、10种酚酸、3种酰胺等物质。结合KEGG代谢通路分析,发现精氨酸和脯氨酸代谢通路中脯氨酸生物合成途径在两品种间差异显著。差异代谢物的生理功能分析显示,两品种烟叶晾制后的叶色差异主要与脯氨酸、水杨酸、黄酮类和生物碱的含量差异有关。     

烤烟烟叶内几种酶活性变化及对化学成分的影响

对从鲜烟到陈化结束烤烟中总淀粉酶、转化酶和中性蛋白酶活性及相关化学成分进行了测定。结果表明，在田间生长达到成熟的鲜烟叶中总淀粉酶活性较高，转化酶活性较低；初烤后总淀粉酶活性降低，转化酶活性升高；复烤后二者活性下降；陈化3个月因为温度等条件的变化活性升至最高值，之后则不断下降。蛋白酶在鲜烟期活性较高，初烤后保持微弱活性，复烤后检测不出活性。淀粉、非还原糖、可溶性蛋白和氨基酸含量在整个陈化期间一直表现下降。     

基于非靶向代谢组学的红花大金不同生育期烟叶代谢图谱差异分析

  目的  为分析不同生育期烟草烟叶代谢图谱差异。  方法  以烟草品种红花大金元为研究对象,采集团棵期、现蕾期和成熟期烟叶样品,利用LC-QTOF/MS进行代谢指纹图谱检测,利用统计分析方法对差异代谢物进行筛选,基于Spearman相关分析计算代谢物之间的相关性系数,利用MetaboAnalyst软件进行代谢通路富集分析。  结果  （1）不同生育期烟草样品代谢图谱存在明显差异,共鉴定出245个差异代谢物,其中类黄酮、有机酸、氨基酸、核苷、生物碱、脂类等物质种类最多。（2）烟碱及其衍生物,如烟碱-1-氧代、麦斯明、假木贼碱、马钱子碱、新烟碱、2, 3'-二联吡啶,均随烟草生育期而逐渐累积,而与烟碱合成相关的前体物质,如精氨酸、亚精胺、腐胺、羟基丁酸等,均随着生育进程逐渐减少,且与烟碱含量显著负相关。（3）与次级代谢物合成相关氨基酸和有机酸等物质在团棵期或现蕾期含量较多,而在成熟期含量较低,与成熟期次级代谢物合成有关。（4）大部分类黄酮和酚酸组分在成熟期时含量较高,可以提高烟草抗病和抗逆能力。（5）相关性分析发现,烟碱含量与谷氨酸、泛酸、吡哆醛、蜜二糖、3-羟基邻氨基苯甲酸和顺式玉米素-o-葡萄糖苷等物质显著正相关,可能是调控烟叶中烟碱含量的重要标志物。  结论  基于代谢组学揭示了不同生育期烟草代谢物变化规律,为优质烟草育种及品质分析提供技术支撑。      

基于气相色谱-质谱和液相色谱-质谱技术的冷鲜滩羊肉贮藏中脂肪差异代谢物检测

以宁夏滩羊脂质为研究对象,基于OmicsBean组学数据整合分析云平台,采用气相色谱-质谱和液相色谱-质谱技术检测冷鲜贮藏期为0、4、8、12?d滩羊脂肪的差异代谢物,找出风味物质的前体、中间体。结果表明：差异代谢物的种类随贮藏时间的延长总体呈下降趋势。游离氨基酸的种类随贮藏期延长呈先升后降趋势。贮藏8?d时,次黄嘌呤、丙氨酸及苏氨酸的含量显著上升,说明与甜味、苦味有关的风味物质前体在贮藏中已产生。而脂肪产生的多种风味物质前体如油酸、棕榈酸、硬脂酸含量显著下降,说明在此期间脂肪酸代谢活跃。因此,研究宰后脂肪代谢随贮藏时间的推移变化,能为冷鲜滩羊肉生产技术改进提供理论指导。     

烟叶中致香成分前处理与检测方法研究进展

烟叶致香成分是评价烟叶品质的重要指标,通过研究烟叶陈化过程中的致香成分种类和含量的变化,监控烟叶质量以及掌控烟叶陈化的最佳时期,提高经济效益。烟叶致香成分众多、组分复杂、含量低,采用合适的前处理方法和分析检测方法尤为重要。本文简要介绍了烟叶致香成分及其陈化过程中致香成分的变化,重点从前处理、分析检测、化学计量学辅助分析等方面综述了烟叶中致香成分分析的研究进展,比较了同时蒸馏萃取、固相微萃取、液液微萃取等前处理方法,气相色谱、气相色谱-质谱、全二维气相色谱-飞行时间质谱等分析检测方法的原理、优点和不足。最后,总结了烟叶中致香成分分析的发展趋势。     

基于非靶向代谢组学分析副干酪乳杆菌发酵枸杞汁各阶段代谢差异

为研究副干酪乳杆菌NXU-19004发酵对枸杞汁品质特性的影响,采用气相色谱-质谱非靶向代谢组学技术对4 种不同阶段枸杞发酵液差异代谢物进行鉴定分析,结合主成分分析和偏最小二乘判别分析对其进行精确区分。再通过京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）数据库注释差异代谢物参与的代谢途径,从中筛选出关键代谢物。结果表明,4 种发酵液共检测到63 种非挥发性差异代谢物,其中氨基酸类、有机酸类、酯类等成分在枸杞发酵液中平均相对丰度总体呈上升趋势。多元统计分析结果显示,各样品之间差异显著,均有明显样本聚集区,表明代谢产物可用于甄别发酵阶段。共注释到47 条代谢途径,富集代谢产物较多且显著性高的关键通路有9 条,且多与氨基酸代谢相关,可见发酵阶段对枸杞发酵液中氨基酸类物质的代谢影响最大。进一步确认了关键代谢物为丙氨酸、柠檬烯、苯甲醛、苯甲酸、烟酰胺、烟酸、角鲨烯、脯氨酸、肌氨酸、2-苯基乙酰胺。该研究从代谢组学角度初步揭示了枸杞及其乳酸菌发酵产品的代谢产物差异性以及特征化合物,为进一步研究影响乳酸菌发酵形成差异的因素提供理论依据。     

外源酶制剂对雪茄茄芯烟叶化学成分和感官品质的影响

为揭示外源酶制剂在雪茄茄芯烟叶二次发酵中的作用,以初次发酵后的德雪1号中部叶为试验材料,添加60、90和120 U/g 3种浓度的植酸酶、纤维素酶、果胶酶和中性蛋白酶4种酶制剂进行二次发酵试验,并测定了二次发酵后雪茄茄芯烟叶氨基酸含量(质量分数)、常规化学成分含量,同时进行了可用性指数(CCUI)和感官品质评价。结果表明,添加外源酶制剂总体上可提高茄芯烟叶总糖、还原糖、钾和氨基酸含量,降低蛋白质和总氮含量,改善烟叶化学成分协调性及感官品质。与对照相比,120 U/g纤维素酶和120 U/g果胶酶处理可显著提高茄芯烟叶总糖和还原糖含量、降低烟碱含量。90 U/g植酸酶和90 U/g中性蛋白酶处理可显著增加茄芯烟叶氨基酸含量、降低蛋白质含量。CCUI分析结果表明,果胶酶和纤维素酶处理后茄芯烟叶化学成分协调性总体上优于植酸酶和中性蛋白酶处理。同一外源酶制剂处理条件下,烟叶感官品质得分均随酶制剂浓度的增加而增加,其中120 U/g植酸酶处理得分最高,120 U/g纤维素酶处理次之。因此,在二次发酵前添加120 U/g纤维素酶有利于改善茄芯烟叶的化学成分协调性,提高烟叶感官品质。      

烤烟上部叶成熟过程中代谢组的差异分析

为明确烤烟上部叶成熟过程中物质转化规律及代谢组的差异,利用GC-MS非靶向代谢组学方法并结合激素及色素等的测定对烟株打顶后20、30、40、50和60 d的上部叶代谢物进行分析。结果表明:上部烟叶成熟过程可分为3个阶段,分别为烟株打顶后20~30 d、40~50 d和60 d。随烟叶成熟进程的推进,叶绿素和类胡萝卜素含量（质量分数）逐渐下降,在打顶后40 d时下降最为明显,游离氨基酸和总氮含量整体呈下降趋势,总植物碱和碳水化合物含量整体呈升高趋势,烟叶中促进生长类激素含量在打顶后40 d显著下降,促进成熟衰老类激素含量在打顶后40 d显著提高,打顶后40 d可能是上部烟叶成熟过程中生理功能由盛转衰的关键节点。通过正交偏最小二乘判别分析法（OPLS-DA）筛选出38种差异代谢物,主要是氨基酸类、糖类和脂肪酸类代谢物,其中4-氨基丁酸、果糖、阿洛糖、棕榈酸、亚麻酸、甘油酸、苹果酸、莨菪亭、奎尼酸等可能是上部烟叶成熟过程中较关键的代谢物。差异代谢物显著（p＜0.05）富集在糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢等通路中,其中乙醛酸和二羧酸代谢,不饱和脂肪酸的生物合成,TCA循环,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等通路在烟叶成熟过程中起重要的调控作用。      

基于生物工程的废次烟叶资源化技术研究

烟叶生产过程中废弃烟叶约占33%。本研究通过生物技术措施从废弃烟草中提取烟碱等植物次生代谢物质形成化工原料,为医药、生物农药产品开发以及食用菌栽培和生物有机肥生产提供优质原料。研究表明,通过提取纯化烟碱等重要化工原料物质,可以作为特定医药品的前体和具有有效抑制微生物生长和具杀虫抑菌作用的生物农药物质;脱毒后的废弃烟叶是食用菌的良好栽培原料。同时,废弃烟草通过微生物发酵生产的生物有机肥,可作为优质高效的绿色肥料。