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比较代谢组学揭示不同生长期筇竹笋的代谢物差异

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食品科学 2023年第14期44卷 237-244页

作者：王卫华杨晓琴桑正林杨顺强赵平刘云朱国磊叶夏英昭通学院农学与生命科学学院滇东北高原特色农业研究中心云南昭通657000 西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室云南昆明650224

为探究筇竹笋在生长过程中代谢物的动态变化和阶段特异性,采用基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学,对2个不同生长期出土高度分别为10 cm和25 cm的筇竹鲜笋样本进行分析。结果表明,2个生长期的筇竹笋样本共鉴定出13类875个... 详细信息

为探究筇竹笋在生长过程中代谢物的动态变化和阶段特异性,采用基于超高效液相色谱-串联质谱的广泛靶向代谢组学,对2个不同生长期出土高度分别为10 cm和25 cm的筇竹鲜笋样本进行分析。结果表明,2个生长期的筇竹笋样本共鉴定出13类875个代谢物,其中糖及醇类、黄酮类等成分的相对含量在生长期为25 cm样本中明显上升。多元统计分析结果显示,2个不同生长期的筇竹笋代谢物存在明显阶段特异性,生长期10 cm与25 cm的筇竹笋共存在283个显著差异代谢物,其中102个代谢物被注释到82条代谢通路中。通过综合分析得出,20种竹笋主要营养成分在2个不同生长期的笋中无显著差异,而与口感风味、活性功能有关的代谢物在生长期为25 cm的样本中相对含量更高,且25 cm筇竹笋样本中苦味因子相对含量更低。因此与生长期为10 cm的筇竹笋相比,生长期为25 cm的筇竹笋综合经济价值更高,可能是更加适合的采收规格。本研究结果可为筇竹资源的综合开发和可持续利用提供理论参考。

关键词：筇竹笋不同生长期比较代谢组学差异代谢物超高效液相色谱-质谱联用

仔猪小肠优势乳酸杆菌断奶前后全肠道演替及其比较代谢组学研究

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动物营养学报 2023年第3期35卷 1501-1512页

作者：刘沫言郝友玲宋庆庆陈辉孙士强李菊武振龙戴兆来中国农业大学动物科学技术学院北京100193 首都师范大学附属密云中学北京101520 河南银发牧业有限公司郑州451100

本试验旨在研究仔猪小肠优势乳酸杆菌在断奶前后的全肠道数量变化,并对部分优势乳酸杆菌的代谢差异进行了比较代谢组学研究。试验用梯度稀释培养法,分离21日龄哺乳仔猪的小肠优势乳酸杆菌。此外,试验选取24头体重为(7.00±0.50)kg的21... 详细信息

本试验旨在研究仔猪小肠优势乳酸杆菌在断奶前后的全肠道数量变化,并对部分优势乳酸杆菌的代谢差异进行了比较代谢组学研究。试验用梯度稀释培养法,分离21日龄哺乳仔猪的小肠优势乳酸杆菌。此外,试验选取24头体重为(7.00±0.50)kg的21日龄断奶长×大二元杂交去势公猪,随机分为4组,每组6个重复,每个重复1头猪。分别于21、24、28和35日龄时,每组随机选择1头仔猪屠宰,采集胃、空肠、回肠、盲肠和结肠内容物,用荧光定量PCR法定量分析胃肠内容物样品中的不同种类乳酸杆菌数量。另外,选取3株优势乳酸杆菌进行比较代谢组学分析。结果表明:试验分离获得了5株仔猪小肠优势乳酸杆菌分别为:食淀粉乳杆菌(Lactobacillus amylovorus)、罗伊氏乳杆菌(Limosilactobacillus reuteri)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、黏液乳杆菌(Limosilactobacillus mucosae)和唾液乳杆菌(Ligilactobacillus salivarius)。断奶后,仔猪胃肠内的乳酸杆菌数量降低,并随着日龄的增加逐渐恢复,但均未达到哺乳期水平。断奶后,胃中的优势乳酸杆菌为唾液乳杆菌、黏液乳杆菌和食淀粉乳杆菌;小肠和大肠中的优势乳酸杆菌为食淀粉乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和约氏乳杆菌,但3种乳酸杆菌在不同肠段的数量存在差异。比较代谢组学结合液相色谱分析显示,食淀粉乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和黏液乳杆菌的主要差异代谢途径为氨基酸代谢中的精氨酸生物合成与碳水化合物代谢中的柠檬酸循环。试验结果可为饲粮调控断奶仔猪肠道不同部位乳酸杆菌的菌群组成和代谢、改善断奶仔猪肠道功能与健康提供基础。

关键词：优势乳酸杆菌消化道断奶演替比较代谢组学

草菇菌种菌丝体继代过程中的退化现象及比较代谢组学研究

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草菇菌种菌丝体继代过程中的退化现象及比较代谢组学研究

作者：陈超昆明理工大学

学位级别：硕士

草菇是典型的高温型食用菌,菌种不耐低温储藏,连续菌丝体继代会导致菌种退化。本文研究了草菇菌种在连续菌丝体继代过程中的相关酶活力、生产性状及子实体营养成分的变化情况,并对草菇原种及继代菌株进行比较代谢组学分析。结果如下:1.... 详细信息

草菇是典型的高温型食用菌,菌种不耐低温储藏,连续菌丝体继代会导致菌种退化。本文研究了草菇菌种在连续菌丝体继代过程中的相关酶活力、生产性状及子实体营养成分的变化情况,并对草菇原种及继代菌株进行比较代谢组学分析。结果如下:1.对S0-S19进行滤纸酶、CMCase、漆酶和纤维二糖酶的活力测定,结果表明:随着继代次数的增加,四种酶活力均呈现下降趋势。滤纸酶由0.833 ±0.012 U/mL 降为 0.232 ± 0.005 U/mL;CMCase 由 0.416 ± 0.010 U/mL 降为 0.097 ± 0.006 U/mL;漆酶由 98.188 ± 2.084 U/L 降为 26.706 ± 0.918 U/L;纤维二糖酶由 0.369 ±0.019 U/mL 降为0.089 ± 0.005 U/mL。2.对S0-S19进行实验室栽培试验,结果表明:S0-S12能出菇,S13-S19无法出菇,说明草菇菌丝体连续继代12个月后,可能已失去出菇能力。而菌株S0-S12随着继代次数的增加,原基形成时间和生产周期也逐渐延长,原基形成时间由7 ± 0.514 d延长至17 ± 0.707 d,生产周期由21 ± 0.514 d延长至30 ± 0.707 d;单菇鲜重和生物学效率同样呈现下降趋势,生物学效率由27.033 ±0.954%降为 4.304 ± 0.452%。3.将栽培试验获得的S0-S12子实体进行营养成分检测,结果表明:多糖和蛋白质含量均呈现降低趋势,分别由30.352 ± 1.046%、24.042 ± 1.378%下降到11.108 ±0.543%、9.680 ±0.387%;黄酮和多酚含量无显著差异;矿质元素含量最多和最少的分别为Mg和Cu,Mg和Na在菌种退化过程中含量没有明显变化,其余矿质元素随着继代次数的增加呈下降趋势。4.根据栽培实验结果,将S0-S12作为出菇组,S13-S19作为未出菇组,进行比较代谢组学分析。发现并初步鉴定的生物标记物中,出菇组中特有的化合物包括Glycocyamine、Phosphonoacetate和4.62 min的未知化合物;未出菇组特有的化合物包括 Guanosine、Prolinamide、4-guanidinobutanoic acid、L-Glutamic acid、Thioguanine和11.44 min的未知化合物。其余生物标记物在所有菌株中均含有,但其含量各不相同。初步推测了 Luteolin-3’,7-di-O-glucoside、Guanosine和Thioguanine在连续继代过程中的作用机制。

关键词：草菇菌丝体继代退化酶活生产性状营养成分比较代谢组学

基于广泛靶向代谢组学的主产区素心蜡梅代谢产物比较分析

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林业科学研究 2024年第4期37卷 117-126页

作者：周丹童宇航赵彦贝张林玉王梓煦李庆卫北京林业大学园林学院林木资源高效生产全国重点实验室北京100083 北京市绿地养护管理事务中心北京100074

[目的]探讨主要产区素心蜡梅次生代谢物组分,通过筛选和分析河南鄢陵和重庆北碚素心蜡梅的差异次生代谢物及其差异代谢途径,为蜡梅的道地产区的科学种植提供理论依据。[方法]采用基于超高效液相色谱串联质谱的广泛靶向代谢组学,对两个... 详细信息

[目的]探讨主要产区素心蜡梅次生代谢物组分,通过筛选和分析河南鄢陵和重庆北碚素心蜡梅的差异次生代谢物及其差异代谢途径,为蜡梅的道地产区的科学种植提供理论依据。[方法]采用基于超高效液相色谱串联质谱的广泛靶向代谢组学,对两个产地盛花期的样本进行代谢组分析[结果]1)两个产地的样本中共鉴定出2175种次生代谢物,按化学结构主要分为13类,其中黄酮类物质种类占比最大,共387种,其次是酚酸类、脂质、生物碱、萜类、氨基酸及其衍生物、木脂素和香豆素、有机酸、核苷酸及其衍生物、醌类、鞣质和甾体。2)相比于重庆素心蜡梅,河南素心蜡梅共有613种显著差异代谢物,其中346种代谢物的含量显著上调,包括79种酚酸类,52种黄酮,38种生物碱,32种有机酸,27种氨基酸及其衍生物,24种萜类,8种脂质,7种醌类,7种核苷酸及其衍生物和38种其他类。3)根据KEGG注释,129种差异代谢物被注释至83条代谢途径。其中,苯丙烷生物合成、黄酮类生物合成、氨基酸生物合成、ABC转运体等通路的差异代谢物富集较多,苯丙烷的生物合成、苯丙氨酸代谢、二萜生物合成、黄酮类化合物生物合成、泛醌和其他萜类-醌生物合成5条代谢通路富集显著。[结论]两个主产区素心蜡梅中共检测到2175种次生代谢物,不同产区素心蜡梅在次生代谢物质方面表现出显著的差异性,包括613种显著差异代谢物,主要集中在酚酸类和黄酮类。其中,杜仲脂素A和七叶树碱是区分两个主产区素心蜡梅的关键标志物。苯丙烷生物合成、黄酮类生物合成、氨基酸生物合成、ABC转运体等通路的差异代谢物较多,苯丙烷的生物合成、苯丙氨酸代谢和二萜生物合成的差异代谢物富集显著。

关键词：比较代谢组学差异代谢物液相色谱-质谱联用功能化合物次生代谢物

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大叶蔷薇乙醇提取物的生物活性及其物质基础

植物资源与环境学报 2024年第3期33卷 97-106页

作者：李雯轩高欣雨黄鑫李惠玲毛文慧刘立亚龙春林质谱成像与代谢组学国家民委重点实验室(中央民族大学) 北京100081 民族地区生态环境国家民委重点实验室(中央民族大学) 北京100081 中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 上海自然堂集团有限公司研发中心上海200232 云南省香格里拉市林业和草原局云南香格里拉674499 民族医药教育部重点实验室(中央民族大学) 北京100081

对大叶蔷薇(Rosa macrophylla Lindl.)不同部位(花、枝、叶、果)乙醇提取物的总酚和类黄酮含量进行测定,并对其体外的抗氧化能力、抗肿瘤活性和抗炎活性进行评价;利用UPLC-MS/MS技术分析大叶蔷薇叶和果的次生代谢产物组成差异,并对次生... 详细信息

对大叶蔷薇(Rosa macrophylla Lindl.)不同部位(花、枝、叶、果)乙醇提取物的总酚和类黄酮含量进行测定,并对其体外的抗氧化能力、抗肿瘤活性和抗炎活性进行评价;利用UPLC-MS/MS技术分析大叶蔷薇叶和果的次生代谢产物组成差异,并对次生代谢产物与生物活性之间的相关性进行分析。结果显示:大叶蔷薇各部位乙醇提取物的总酚和类黄酮含量均较高,分别为123.96~277.93和80.20~714.73 mg·g^(-1)。叶乙醇提取物的总酚含量最高,DPPH·清除能力、ABTS+·清除能力和总抗氧化能力最强,对人宫颈癌HeLa细胞、人胃癌MGC-803细胞和人肺癌A549细胞的半数抑制率均最小;在0~60μg·mL^(-1)范围内,果乙醇提取物对小鼠RAW 264.7巨噬细胞表现出较小的细胞毒性,且随着乙醇提取物质量浓度增加,小鼠RAW 264.7巨噬细胞的NO释放量逐渐下降,并具有一定的剂量依赖性。比较代谢组学分析结果显示:叶和果的次生代谢产物组成存在明显差异,共得到175种差异代谢产物。Pearson相关性分析结果显示:叶和果乙醇提取物的生物活性与差异代谢产物存在一定的相关性。综上所述,大叶蔷薇叶乙醇提取物的抗氧化能力最强,抗肿瘤活性最好;而果乙醇提取物具有最佳的抗炎活性;松萝酸和金合欢素等可能是叶抗肿瘤活性的物质基础,表儿茶素没食子酸酯、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、吲哚-3-甲醛、葫芦巴碱和根皮苷等可能是果抗炎活性的物质基础。

关键词：大叶蔷薇乙醇提取物生物活性 UPLC-MS/MS技术比较代谢组学

不同发育期锁阳的代谢差异及与优势内生真菌的关系

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不同发育期锁阳的代谢差异及与优势内生真菌的关系

作者：薛晓赞山西大学

学位级别：硕士

锁阳(Cynomorium songaricum Rupr.)是一种生长在沙漠中的全寄生植物,具有重要的食疗和药用价值。现代药理学研究表明,锁阳具有防癌、抗疲劳、抗衰老、抗应激、清除自由基等功效,且没有任何副作用。药理研究表明,这得益于锁阳特有的多... 详细信息

锁阳(Cynomorium songaricum Rupr.)是一种生长在沙漠中的全寄生植物,具有重要的食疗和药用价值。现代药理学研究表明,锁阳具有防癌、抗疲劳、抗衰老、抗应激、清除自由基等功效,且没有任何副作用。药理研究表明,这得益于锁阳特有的多种生物活性成分,如黄酮类、萜类、有机酸及多糖等。然而,不同季节采集的锁阳的药效差别很大,其主要代谢产物转化和积累的差异目前仍不完全清楚。本文通过UPLC-QTOF/MS和NMR两种技术手段对不同发育期锁阳进行整体代谢成分研究,探讨在一年中不同物候期锁阳的代谢差异和规律。同时利用基因组测序及ITS2多样性分析对同一个地点不同发育期的锁阳内生真菌进行研究,筛选每个发育期的优势核心菌,探索它们与差异代谢物之间的相关性。代谢组学研究结果表明,基于UPLC-QTOF/MS和NMR二种平台分别获得30和16个组成差异极大的化合物,包括黄酮类、有机酸类、糖类及氨基酸类等;其中儿茶素、原花青素等差异次级代谢产物含量在出土后及成熟期积累含量高,而其它差异化合物在冬藏期、出土前和衰败期含量较高;锁阳在不同季节的代谢差异集中于糖,氨基酸,黄酮等的物质转化和合成途径。内生真菌测序及多样性分析结果显示,在锁阳的五个发育期中,存在共有内生真菌,也存在丰度较大的独有内生真菌。本研究根据总丰度筛选出十株核心内生真菌,其中八株分别隶属于Aspergillus、Dothideomycetes、Sordariomycetes、Fusarium、Gibberella、Lentinula、Plectosphaerellaceae及Candida。内生真菌与不同发育期锁阳差异代谢物相关性分析结果显示,内生真菌与差异次生代谢物之间存在不同程度的显著的相关性,说明内生真菌对锁阳化合物积累、产生及其他生命活动起着重要的影响作用。优势内生真菌功能研究的相关文献表明,不同发育期锁阳的内生真菌具有促进锁阳抗菌、抗病毒、抗氧化等功能,有的菌也可能发生身份转变,在锁阳进入衰败期时,引起病害,加速锁阳的衰亡。本研究为了解不同发育期锁阳的代谢差异及其与优势内生真菌的相关性提供了科学依据,说明了结合UPLC-QTOF/MS和NMR两种代谢平台进行研究,可以获得相互补充、客观、全面、准确的结果,为锁阳的生产、采集、品质评价及作为药材的应用提供新的思路和方法。

关键词：锁阳寄生植物比较代谢组学优势内生真菌相关性

抗衰老微生物筛选模型的建立及橡胶树内生菌筛选和功能验证

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抗衰老微生物筛选模型的建立及橡胶树内生菌筛选和功能验证

作者：徐龙南京农业大学

学位级别：硕士

铵态氮是植物重要肥料,但在某些情况下能诱导植物衰老。植物的衰老(Senescence)是一种程序性细胞死亡,最先表现在叶片上。叶片是进行光合作用的器官,叶片早衰是影响作物产量的重要因素之一。可以通过将益生菌与植物共生来延缓叶片衰老... 详细信息

铵态氮是植物重要肥料,但在某些情况下能诱导植物衰老。植物的衰老(Senescence)是一种程序性细胞死亡,最先表现在叶片上。叶片是进行光合作用的器官,叶片早衰是影响作物产量的重要因素之一。可以通过将益生菌与植物共生来延缓叶片衰老。内生菌还可以帮助植物抵抗非生物和生物胁迫,改善植物逆境适应性。从内生菌资源中筛选抗植物衰老的微生物菌株,具有较大应用前景。本研究发现,浮萍科植物微小无根萍(Wolffia microscopica)对铵态氮非常敏感,低浓度的铵态氮就能诱导其衰老;以此为筛选模型,从橡胶树内生菌中筛选到三株抗衰老的菌株,研究了其中1株抗衰老的机制。主要研究结果和结论如下:1.发现浮萍种质*** 2001对铵态氮敏感。培养基中仅含0.5 mmol/L的NH4+就能加速*** 2001衰老死亡。基于铵诱导*** 2001衰老死亡的研究结果,我们建立了高效的抗植物衰老微生物筛选模型。2.利用抗衰老微生物筛选模型对橡胶树内生真菌进行筛选,获得3株具有抗衰老功能的内生菌株,分别为ITBB2-31、ITBB2-36-1和ITBB2-36-2。经形态和分子生物学鉴定,第一株菌属于曲霉菌Aspergillus sclerotiorum,后两株菌属于枝孢菌Cladosporium halotolerans和***。3.发现ITBB2-31发酵液存在抗植物衰老的活性物质,该物质耐121℃高温,高温灭菌和过滤灭菌的发酵液具有相同的抗衰老活性。发酵液中还存在抑制植物生长的物质,这些抑制物质不耐高温,高温灭菌后失去抑制活性。4.3株内生真菌发酵液对木薯和橡胶树离体叶片都具有显著抗衰老作用。在10-30%发酵液浓度范围内,浓度越高,抗衰老效果越显著。5.基于LC-MS/MS技术对ITBB2-31的高温灭菌和过滤灭菌的发酵液进行比较代谢组学研究,获到两种处理发酵液共有的化合物102种。通过分析这些化合物高温处理前后浓度变化,结合文献报道的生物功能,初步筛选出其中一种抗衰老活性物质——盐酸羟甲唑啉,以及其中两种抑制生长物质——缬氨酸和3-羟甲丙酸。但不排除还有其它抗衰老物质和抑制生长物质的存在。6.对盐酸羟甲唑啉、缬氨酸和3-羟甲丙酸的生物活性进行验证,发现盐酸羟甲唑啉对*** 2001具有抗衰老效果,缬氨酸和3-羟甲丙酸抑制*** 2001 的生长。

关键词： Wolffia microscopica 2001 橡胶树内生真菌抗衰老筛选模型比较代谢组学活性成分