基于非靶向代谢组学的槟榔花香关键代谢物的筛选OACSTPCD

为了筛选出控制槟榔花香的关键代谢物,提升槟榔花香,吸引更多授粉者,从而提高槟榔产量.本研究采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联合分析技术对不同时期槟榔花进行非靶向代谢组学检测.结果共检测到 236 种代谢物.利用VIP值和差异倍数相结合的方法共筛选出 75 种差异代谢物,主要包括萜类、酮类、醇类等.其中槟榔雌花的挥发性化合物从雌花未开期到初开期发生大量积累,在盛开期又发生轻微下降,所以雌花初开期可能是槟榔雌花花香形成的关键时期.槟榔雄花的挥发性化合物在雄花初开期到盛开期发生了大量积累,所以雄花盛开期可能是槟榔雄花花香形成的关键时期.之后对差异代谢物使用KEGG数据库对其代谢途径进行分析,筛选与植物花香有关且富集显著的代谢通路.结果表明:槟榔雌花中富集显著且与花香合成有关的代谢途径为脂肪酸生物合成,在该通路上富集的物质为癸酸.癸酸是一种脂肪酸类物质,其多用于植物生理和信号传递等功能,槟榔雌花未开期到初开期癸酸含量上调,花香释放量也发生相应的提升,这可能是由于槟榔在雌花初开期开始授粉,需要传递更多的化学信号,从而吸引授粉者.所以癸酸可能是槟榔雌花为了授粉而释放的一种化学信号.槟榔雄花中富集显著且与花香合成有关的代谢途径分别为双萜类生物合成和脂肪酸降解,棕榈醛和(4aR,6aS,9R,11aR,11bR)-4,4,11b-三甲基-8-亚甲基十四氢-6a,9-甲基环庚[a]萘分别富集在这 2 条代谢途径上.(4aR,6aS,9R,11aR,11bR)-4,4,11b-三甲基-8-亚甲基十四氢-6a,9-甲基环庚[a]萘为萜类物质,中文名为贝壳杉烯是双萜类物质,它的对映体 ent-贝壳杉烯在贝壳杉烯合酶的作用下由反式-牻牛儿基牻牛儿焦磷酸开环而合成,是赤霉素的前体.雄花初开期到盛开期该物质含量发生下调,可能是由于雄花盛开期时所需赤霉素含量降低.棕榈醛为醛类物质,是脂肪酸生物降解释放出的代谢物,槟榔雄花初开期到盛开期花香释放量升高,同时棕榈醛的含量也发生上调,二者之间呈正相关关系.因此,以上 3 种代谢物可能是影响槟榔花香的关键代谢物.