“瑣瑣葡萄”是一種新疆特有古老的葡萄資源,，栽培歷史超過1400年,，一直以來作為應(yīng)用價(jià)值很廣的藥品及保健品原料,，在傳統(tǒng)維吾爾醫(yī)藥中廣泛用于治療小兒麻痹，肝炎等,。目前,，關(guān)于瑣瑣葡萄果實(shí)中關(guān)鍵品質(zhì)的研究主要集中在藥理活性和工藝提取上，而關(guān)于其品質(zhì)代謝積累規(guī)律尚未闡明,。因此,，明確其漿果品質(zhì)積累與變化規(guī)律，旨在完善新疆特色藥用葡萄資源品質(zhì)評(píng)價(jià)體系,，讓新疆豐富的葡萄資源優(yōu)勢(shì)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),。同時(shí)，為瑣瑣葡萄研制和開發(fā)安全,、有效,、價(jià)廉的免疫調(diào)節(jié)制劑或抗病毒民族新藥提供新思路。

近日,，國(guó)際知名期刊Food Chemistry在線發(fā)表了園藝學(xué)院周龍教授團(tuán)隊(duì)的研究論文“Study on the accumulation pattern of anthocyanins, sugars and organic acids in medicinal Vitis vinifera ‘SuoSuo’ during ripening”,。該研究從形態(tài)學(xué)、生理學(xué)以及靶向代謝組學(xué)等多層面對(duì)瑣瑣葡萄漿果中關(guān)鍵品質(zhì)的積累規(guī)律進(jìn)行深入剖析,，為其開發(fā)更廣泛的醫(yī)藥產(chǎn)品提供理論依據(jù),，填補(bǔ)了新疆藥用瑣瑣葡萄研究的空白。

該研究首先對(duì)瑣瑣葡萄漿果成熟過程中的縱徑,、橫徑以及單果質(zhì)量的表型指標(biāo)和總酚,、單寧、可溶性糖,、Vc,、可滴定酸和糖酸比的生理指標(biāo)進(jìn)行漿果品質(zhì)動(dòng)態(tài)變化分析。接下來開展了表型與生理指標(biāo)的相關(guān)性分析,。結(jié)果顯示瑣瑣葡萄生長(zhǎng)過程中漿果大小,、單果質(zhì)量與總酚、可溶性糖和可滴定酸有密切關(guān)系,。

圖1  瑣瑣葡萄漿果成熟過程中形態(tài)指標(biāo)測(cè)定

圖2  瑣瑣葡萄漿果不同生長(zhǎng)階段生理指標(biāo)差異分析,。

圖3  瑣瑣葡萄漿果品質(zhì)相關(guān)性分析。

研究人員接下來采用靶向代謝組學(xué)對(duì)瑣瑣葡萄成熟過程中的花青素,、糖和有機(jī)酸進(jìn)行檢測(cè)分析,。

采用LC-MS/MS檢測(cè)到33中花青素，成熟過程中的三個(gè)時(shí)期分別檢測(cè)到21,、29和33種,。其中33種花青素共檢測(cè)到8種花青素類型，其中含量最多的為芍藥花素（n=7），最少的為錦葵色素（n=2）,、天竺葵素（n=2）和矮牽牛素（n=2）,。花青素含量最高的為矢車菊素-3-O-葡萄糖苷在S3時(shí)含量中最高,，為136.343 ng/g,。采取差異倍數(shù)Fold_Change值（Fold_Change ≥ 2和Fold_Change ≤ 0.5）和P-value值（P-value < 1）相結(jié)合的方法來篩選差異代謝物。三個(gè)時(shí)期進(jìn)行兩兩比較的差異代謝物分別為20,、28和24種,，利用KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)漿果不同成熟度的差異代謝物參與的代謝通路進(jìn)行富集。S1 vs S2,、S1 vs S3,、S2 vs S3的差異代謝物富集到5~6條代謝通路，并且共同富集到代謝通路為花青素生物合成,、黃酮和黃酮醇的生物合成,、類黃酮生物合成途徑。

圖4  瑣瑣葡萄漿果成熟過程中不同階段花青素代謝產(chǎn)物

瑣瑣葡萄不同生長(zhǎng)階段漿果中均檢測(cè)到10種糖組分,，且不同成熟階段糖組分含量存在顯著或極顯著性差異,。分析發(fā)現(xiàn)瑣瑣葡萄漿果中的乳糖、山梨醇,、海藻糖,、蔗糖、果糖和葡萄糖是隨著漿果不斷成熟而呈上升的趨勢(shì),；而肌醇,、鼠李糖、巖藻糖和阿拉伯糖從S1至S3呈下降的趨勢(shì)?，嵠咸褲{果中主要以果糖,、葡萄糖和蔗糖為主。S1 vs S2,、S1 vs S3和S2 vs S3篩選出差異代謝物各1個(gè),，為山梨醇。利用KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)漿果不同成熟度的差異代謝物參與的代謝通路進(jìn)行富集分析,。S1 vs S2,、S1 vs S3、S2 vs S3的差異代謝物富集到代謝通路一致,，且共同富集到代謝通路為ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,、果糖和甘露糖代謝和半乳糖代謝途徑。

圖5  瑣瑣葡萄成熟過程中不同發(fā)育階段糖含量差異分析

采用LC3000型高效液相色譜儀測(cè)定有機(jī)酸含量,。本研究檢測(cè)到36種有機(jī)酸,。大約1/2有機(jī)酸代謝物如水楊酸,、泛酸以及沒食子酸等隨著漿果的成熟而逐漸降低，主要集中在S1時(shí)期,；大約1/4的有機(jī)酸代謝物如酒石酸、富馬酸和苯甲酸等在S2時(shí)期含量最多,，大于1/4的有機(jī)酸代謝物如莽草酸,、L-蘋果酸和齊墩果酸等隨著漿果的成熟而逐漸增加，主要集中在S3時(shí)期?，崿嵠咸褲{果中含量最多的是酒石酸,、且在S2時(shí)含量最高為37196.67 mg/kg。此外,，檢測(cè)到瑣瑣葡萄漿果中齊墩果酸含量較高,，齊墩果酸在S1、S2和S3的含量分別為194.33 mg/kg,、224.424 mg/kg和230.064 mg/kg,。成熟過程中兩兩比較均檢測(cè)到8種差異代謝物。其中,，S1 vs S2和S1 vs S3均有6種上調(diào)和2種下調(diào)差異代謝物,；S2 vs S3有3種上調(diào)和5種下調(diào)差異代謝物。利用KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)漿果不同成熟度的差異代謝物參與的代謝通路進(jìn)行富集分析,。S1 vs S2,、S1 vs S3、S2 vs S3的差異代謝物富集到代謝通路一致,，且共同富集到代謝通路為代謝途徑,、次生代謝的生物合成、TCA循環(huán),、乙醛酸和二羧酸代謝,、丁酸代謝、氨基酸生物合成以及丙氨酸,、天冬氨酸和谷氨酸生物合成?，崿嵠咸阎杏袡C(jī)酸代謝與可滴定酸測(cè)定結(jié)果基本趨于一致。表明瑣瑣葡萄中有機(jī)酸降低時(shí)由于有機(jī)酸酸作為糖酵解,、三羧酸循環(huán)及糖異生作用的基質(zhì)被消耗,。

圖6 瑣瑣葡萄成熟過程中不同發(fā)育階段有機(jī)酸含量差異分析

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生王靈哲為該論文的第一作者，園藝學(xué)院周龍教授為通訊作者,。該研究得到了新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（2022D01A179）和自治區(qū)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目（XJ2023G133）等項(xiàng)目的資助,。