塔罗科血橙是我国主栽血橙品种，果肉色泽是其关键品质指标之一，花青素含量高低决定其商业价值，但在重庆地区血橙表现出果肉着色浅或不均匀、品质下降等问题，制约产业发展。目前，高花青素商业血橙品种匮乏，血橙花青素代谢调控机制研究尚不透彻。液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）因分辨率高、灵敏度高，适合检测高沸点、高分子质量化合物、热不稳定物质等，在植物代谢组学方面的应用越来越广泛。
重庆市农业科学院果树研究所的杨 蕾、洪 林*、谭 平*等基于LC-MS/MS技术测定‘塔罗科’血橙优系和对照品种果肉花青素代谢物的种类和含量，筛选两者的差异代谢物，为优系后续基础应用研究提供一定的理论依据。
1、果实基础品质分析及着色表现
由图1可见，‘塔罗科’血橙优系果肉着色明显优于对照组。品质分析数据见表1，‘塔罗科’血橙优系果实总花青素与可溶性固形物含量优势显著。其中，GW组花青素质量浓度最高（52.34 mg/L），GN组质量浓度次之（46.81 mg/L），CKN组花青素质量浓度最低（11.37 mg/L），GW组/CKW组、GW组/CKN组花青素含量比值分别约为2.07和4.60，而GW组/GN组比值约为1.12，表明‘塔罗科’血橙优系树冠外围和内膛果实中花青素含量均显著高于对照，且优系外部和内膛之间差异较小；可溶性固形物含量GW组（14.1%）和GN组（13.4%）显著高于CKW组和CKN组，优系和对照品种树冠外围果实的可溶性固形物含量均高于内膛，GW组果实的可滴定酸含量稍高于GN以及对照组，与对照品种相比，优系外围与内膛果实的固酸比值接近。综上，‘塔罗科’血橙优系果实关键品质性状优良，且树冠内外果实可溶性固形物、花青素含量高且差异较小。
2、花青素定量定性分析
如图2所示，样本质控总离子流色谱图重叠性高，保留时间和峰强度均一致，表明检测期间此仪器稳定，数据可信。
由表2可以看出，本实验检出的花青素代谢物分为矢车菊素（9种）、飞燕草素（6种）、芍药花素（6种）、天竺葵素（3种）、矮牵牛素（3种）、锦葵素（2种）以及花青素合成前体物质黄酮（4种）7个类别。‘塔罗科’血橙优系共检测出33种花青素代谢物，GN组和GW组数量一致；而对照品种‘塔罗科’血橙外围和内膛果检测出的花青素代谢物数量不一，CKW组和CKN组分别检测出30种和27种，外围果实检出数量多于内膛。
3、聚类分析
如图3所示，颜色越红表示含量越高，各组间差异明显。GW组整体以红色为主，矢车菊素、飞燕草素、芍药花素、天竺葵素、矮牵牛素、锦葵素等花青素含量较高；而CKN组偏向于绿色，总体含量较低，上述结果表明‘塔罗科’血橙优系花青素含量较对照品种高，与果实品质分析结果一致。然而，并非检测出的所有物质均以GW组含量最高，如CKN组山柰酚-3-O-芸香糖苷含量最高，CKW组最低；GN组芍药花色素-3-O-芸香糖苷、矮牵牛素-3-O-对香豆酰葡萄糖苷含量最高，CKN组未检出；芦丁、锦葵色素-3-O-对香豆酰葡萄糖苷在CKW组含量最高，GN组最低。
4、差异代谢物筛选
如表3所示，CKN_vs_GN和CKN_vs_GW对比组的差异代谢物最多，同为14种，且差异代谢物的种类相同，分属矢车菊素、飞燕草素、芍药花色素、天竺葵素和黄酮5 类物质；CKW_vs_GN对比组中差异代谢物为6种，分属矢车菊素和天竺葵素2 类物质；CKW_vs_GW对比组差异代谢物为12种，分属矢车菊素和芍药花色素2 类物质；CKN_vs_CKW对比组差异代谢物为9种，分属矢车菊素、飞燕草素、芍药花色素和黄酮4 类物质；GN_vs_GW对比组中无差异代谢物。上述结果表明该‘塔罗科’血橙优系中花青素的合成可能不受空间的影响。此外，除GN_vs_GW对比组外，其余对比组差异代谢物均上调。
如图4所示，除GN_vs_GW组外，其他对比组差异代谢物均上调。CKN_vs_CKW对比组中，柚皮素-7-O-葡萄糖苷和芍药花素-3-O-葡萄糖苷上调明显，差异倍数为8.98和5.76（图4A）。CKN_vs_GN和CKN_vs_GW两个对比组中，上述2种物质也均上调，FC分别为11.88、10.38和16.70、13.22（图4B、C）。CKW_vs_GN和CKW_vs_GW对比组中，上调倍数前两位的物质为芍药花素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-桑布双糖苷，上调倍数分别为4.72、3.60和8.65、4.46（图4D、E）。
进一步将6个对比组进行组间共有和特有的差异代谢物信息分析，见图5。CKN_vs_GN和CKW_vs_GW对比组共有矢车菊素、芍药花素、天竺葵素类差异代谢物11种，其中矢车菊素有8种（图5A）；CKN_vs_GW和CKW_vs_GN对比组共有差异代谢物5种，均为矢车菊素类（图5B）；CKN_vs_CKW和GN_vs_GW对比组没有交集（图5C）。
5、KEGG通路分析
差异代谢物在生物体内相互作用，形成不同的通路。利用KEGG数据库对不同对比组的差异代谢物进行注释，CKN_vs_CKW、CKN_vs_GN、CKN_vs_GW对比组中在花青素合成途径中分别被注释6、9、9种物质，占比为85.71%、90%、90%（图6A、B）；CKW_vs_GN在植物代谢、次生生物代谢及花青素合成途径注释的代谢物数目分别为1、1、4，所占比例为20%、20%、80%；CKW_vs_GW对比组中上述3 条途径注释数目为1、1、8，所占比例为11.11%、11.11%和88.89%（图6C、D）。
结 论
利用LC-MS/MS技术共检测出‘塔罗科’血橙优系及对照品种果实花青素代谢物共33种，主要成分均为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-丙二酰葡萄糖苷。‘塔罗科’血橙优系较普通品种花青素含量高且代谢物种类多，优系的内膛和外围果实分别检测出33种花青素代谢物，且二者无差异代谢物，上述结果表明该‘塔罗科’血橙优系中花青素的合成可能不受空间的影响；而对照品种‘塔罗科’血橙内膛和外围果实花青素代谢物分别检测出27种和30种，差异代谢物达9种且均为上调代谢物。相比对照，‘塔罗科’血橙优系具有花青素和可溶性固形物含量高、内外膛着色差异小的显著优势，该品种花青素的合成机制及开发利用仍有待后续深入研究。
通信作者简介
洪林副研究员，重庆市农业科学院果树研究所 柑橘创新团队负责人。现为重庆市柑橘学会副理事长，重庆市园艺学会常务理事，重庆市柑橘产业联盟首届专家委员会成员，重庆市柑橘品种管理技术专家组成员，重庆市非主要农作物品种鉴定委员会特色经济作物专委会委员，重庆市高标准农田建设专家，《南方农业学报》青年编委。先后主持科技创新重点项目、基础研究与前沿探索项目、技术创新与应用发展专项等省部级项目10项，主持其他科技项目25项；获省部级二等奖1项、三等奖1项，以第一完成人获国家发明专利2件、实用新型专利14件、软件著作权3件，以第一或通讯作者在国内外期刊上发表论文50余篇，制定技术标准3项，参与审定新品种4个。近年来系统开展了柑橘品种资源收集、评价与品种区域试验，创建了国内首个省级柑橘品种区试评价技术平台，创新了品种综合评价技术体系，构建了科学的品种区域布局系统方法，推动了重庆柑橘品种结构持续优化，产业提质增效效果显著。围绕砧穗互作，运用多组学技术揭示砧木调控柑橘品质的生理和分子基础，取得较好的进展，为后超级组装技术突破奠定基础。围绕血橙资源研究，组装了血橙染色体级别高质量基因组，结合转录组、代谢组等多组学技术解析血橙花青素、糖酸代谢的分子机制，为血橙遗传育种和功能基因挖掘利用打下良好基础。
第一作者简介
杨蕾博士 助理研究员，重庆市农业科学院果树研究所。中南林业科技大学硕士，中国林业科学院与中南林业科技大学联合培养博士。2016年博士毕业后就职于重庆市农业科学院果树研究所，先主要从事柑橘等经果林高效绿色栽培、病虫害生物防治等领域基础和应用研究工作，先后主持或主研了国家科技支撑计划、国家自然科学基金、国家林业公益行业科研专项、重庆市科学技术局及其他各级项目20余项。今年内在国内外优秀刊物上发表科研论文40余篇，授权专利10余项，获得软件著作权10余项，参与审定品种1个，参与制定标准3项。
本文《基于LC-MS/MS分析‘塔罗科’血橙优系果实花青素组分特征》来源于《食品科学》2022年43卷22期281-290页，作者：杨蕾，侯慧芳，王敏，洪林，杨海健，王武，程杨，谭平。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220111-090。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
图片来源于文章原文及摄图网。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
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