基于廣泛靶向代謝組學(xué)分析黑老虎不同部位成分差異

高漸飛, 周瑋, 楊艷

基于廣泛靶向代謝組學(xué)分析黑老虎不同部位成分差異

高漸飛1, 周瑋2*, 楊艷3

(1. 貴州科學(xué)院貴州省山地資源研究所，貴陽 550001；2. 貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴陽 550008；3. 貴州省中國科學(xué)院天然產(chǎn)物化學(xué)重點實驗室，貴陽 550014)

為提高黑老虎()資源的綜合利用率，采用廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)鑒定并分析了根、莖、葉代謝組分差異及高度富集成分。結(jié)果表明，在根、莖和葉中分別鑒定出642、650和619個代謝物，以酚酸、脂質(zhì)、類黃酮和有機(jī)酸為主；葉與根、莖與根的共有成分分別為566和650個，顯著差異成分有442和393個，主要為酚酸、類黃酮和脂質(zhì)，差異代謝物在苯丙烷生物合成、黃酮與黃酮醇生物合成通路中顯著富集。代謝物總豐度和次生代謝物豐度均表現(xiàn)為葉>根>莖，葉中酚酸、類黃酮和脂質(zhì)及莖中酚酸積累量顯著高于根，而氨基酸及其衍生物、萜類、木脂素、香豆素、生物堿的豐度在根中顯著上調(diào)。因此，黑老虎根、莖、葉有大量共有成分，葉和莖中酚酸、葉中類黃酮和脂質(zhì)高度富集，含有新綠原酸、綠原酸、槲皮素等多個豐度較高且具有重要生物活性化合物，具有較高利用價值。

黑老虎；代謝物；酚類；木脂素

黑老虎()又名冷飯團(tuán)、布福娜、大葉南五味子等，為多年生常綠木質(zhì)藤本，為五味子科(Schisandraceae)南五味子屬植物，分布于貴州、廣西、云南等地。其根為重要中藥材，常用于治療胃潰瘍和腸胃炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、跌打腫痛等[1–2]。研究表明黑老虎根莖的主要成分為木脂和萜類，已從中分離得到大量化合物[3–5]，其中一些還被證實具有抗腫瘤、抗HIV、抗炎、保肝等重要活性作用[6–9]。此外，為了推動莖和葉的利用，有研究測定分析了所含氨基酸、脂肪酸、揮發(fā)性物質(zhì)和礦質(zhì)元素等,顯示其在保健和藥用領(lǐng)域利用價值較高[10–11]。然而,目前對于黑老虎根、莖、葉中代謝物組分的全面解析，以及3個部位間成分的差異還鮮見報道。黑老虎生境較特殊，被列入IUCN紅色名錄，保護(hù)級別為易危[12]。而近10年來，因被作為新型水果種植，野生植株遭受任意采挖，生境破壞、資源銳減；與此同時，種植過程中因修剪有大量莖葉產(chǎn)生，目前多被丟棄[10–11]。因此，探究根、莖、葉聯(lián)同利用或挖掘其中高度富集成分具有重要意義。廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)能高精度、高通量、廣覆蓋檢測生物樣本中的代謝物及含量，已得到廣泛認(rèn)可[13–15]。本研究利用廣泛靶向代謝組學(xué)方法，基于超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(UPLC-MS/MS)技術(shù)，鑒定黑老虎葉、莖、根中的代謝物，分析其多樣性與富集特征，解析3個部位間顯著差異代謝物及代謝途徑，為拓寬資源利用深度和廣度提供參考。

1 材料和方法

1.1 樣品采集與預(yù)處理

黑老虎植株為人工栽培，栽植于覆蓋80%遮陽網(wǎng)的塑料大棚，位于貴州省貴陽市烏當(dāng)區(qū)下壩鎮(zhèn)普渡村，定期修剪管理，長勢良好；栽培6 a，藤蔓已木質(zhì)化。于2020年7月29日，選3株長勢相近的取樣。用小鏟子輔助刨開土壤，每株剪下2～3個主根及細(xì)根作為根部樣品，2～3枝地表以上約10 cm起的主蔓之一為其莖部，5～6片中下部長勢較好的成熟葉片作為葉。分別用10 mL凍存管取3個重復(fù),分別編號為KR1～KR3 (根)、KS1～KS3 (莖)和KL1～ KL3 (葉)；然后迅速置于液氮中，隨后干冰保存轉(zhuǎn)運至實驗室–80 ℃超低溫冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

將3組供試樣品放置于凍干機(jī)(Scientz-100F)中真空冷凍干燥，用研磨儀(MM 400, Retsch)研磨(30 Hz, 1.5 min)至粉末狀；準(zhǔn)確稱取100 mg粉末溶解；每30 min渦旋1次，每次持續(xù)30 s，共渦旋6次，樣本置于4 ℃冰箱過夜；在13 600×離心10 min后，吸取上清，用微孔濾膜(0.22m)過濾樣品，并保存于進(jìn)樣瓶中，用于UPLC-MS/MS分析。

1.2 色譜質(zhì)譜采集條件

數(shù)據(jù)采集儀器系統(tǒng)主要包括超高效液相色譜(ultra performance liquid chromatography, UPLC) (SHI- MADZU Nexera X2, https://www.shimadzu.com.cn/)和串聯(lián)質(zhì)譜(tandem mass spectrometry, MS/MS)(Applied Biosystems 4500 Q TRAP, http://www.appliedbiosystems.com.cn/)。

液相條件：色譜柱：Agilent?SB-C18 (2.1 mm× 100 mm, 1.8m)；流動相：A相為0.1%甲酸-超純水，B相為0.1%甲酸-乙腈；洗脫梯度：0～9 min 5% B；9～10 min 95% B；10～14 min，5% B；流速為0.35 mL/min；柱溫為40 ℃；進(jìn)樣量為4L。

利用AB4500 Q TRAP UPLC/MS/MS系統(tǒng)(配備ESI Turbo離子噴霧接口)檢測電噴霧離子源(ESI),由Analyst 1.6.3軟件(AB Sciex)控制運行。ESI源操作參數(shù)：離子源，渦輪噴霧；源溫度550 ℃；離子噴霧電壓(IS) 5 500 V (正離子模式)/-4 500 V (負(fù)離子模式)；離子源氣體I (GSI)、氣體II (GSII)和簾氣(CUR)分別設(shè)置為50、60和25.0 psi, 參數(shù)設(shè)置為高。

1.3 樣本質(zhì)控

質(zhì)控樣本(quality control，QC)由樣本提取物混合制備而成，用于分析樣本在相同的處理方法下的重復(fù)性。在儀器分析過程中，每3個檢測分析樣本中插入1個質(zhì)控樣本，以監(jiān)測分析過程的重復(fù)性。

1.4 數(shù)據(jù)分析

基于邁維(武漢)生物技術(shù)有限公司MWDB數(shù)據(jù)庫(Metware database)和代謝物信息公共數(shù)據(jù)庫根據(jù)二級譜信息進(jìn)行物質(zhì)定性，采用三重四極質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測模式(multi reaction monitor, MRM)對代謝物進(jìn)行定量。獲得不同樣本的代謝物質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)后，利用軟件Analyst 1.6.3對物質(zhì)質(zhì)譜峰進(jìn)行峰面積積分，并對其中同一代謝物在不同樣本中的質(zhì)譜出峰進(jìn)行積分校正[16]。

根據(jù)正交偏最小二乘法判別模型(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA)分析代謝組數(shù)據(jù)，繪制各分組的得分圖，展示各組間的差異[17]。評價模型的預(yù)測參數(shù)有RX、RY和Q, 其中RX和RY分別表示所建模型對和矩陣的解釋率，Q表示模型的預(yù)測能力，這3個指標(biāo)越接近于1時表示模型越穩(wěn)定可靠，Q>0.5認(rèn)為是有效的模型，Q>0.9為出色的模型?；贠PLS-DA結(jié)果，從獲得的多變量分析OPLS-DA模型的變量重要性投影(variable importance in projection, VIP)，選取VIP≥1、fold change≥2和fold change≤0.5的代謝物為差異代謝物(differential metabolites, DAMs)。

2 結(jié)果和分析

2.1 代謝物多樣性與豐度

在黑老虎根、莖、葉中分別鑒定出619、650和642個代謝物，共計708個；其中葉與根共有成分566個，莖與根共有650個，3個部位共有成分555個?；诮Y(jié)構(gòu)分析，代謝物可分為11類化合物，3個部位的代謝物均包含這11類成分，數(shù)量上以酚酸、脂質(zhì)、黃酮和有機(jī)酸為主(表 1)；其中，酚酸類數(shù)量在根中大幅減少，致其代謝物多樣性低于葉和莖。葉、莖分別與根有233和241個共有次生代謝成分，主要由酚酸和類黃酮組成。

從表2可見，葉中代謝物總豐度最高，為105.37× 107，根次之(104.41×107)，莖最低(86.44×107)；次生代謝物豐度亦是葉(62.49×107)>根(57.06×107)>莖(53.03×107)，葉、莖與根共有的次生代謝物豐度都高于根(葉58.47×107>根50.96×107、莖52.42×107>根51.87×107)。葉和莖中酚酸的積累量顯著上升，而根部急劇下降；黃酮和脂質(zhì)類豐度在葉中顯著上升，至莖和根中則大幅下降；而氨基酸及其衍生物、萜類、木脂素和香豆素、生物堿都在根中顯著向上表達(dá)，尤其后2類成分劇烈向上積累；有機(jī)酸、核苷酸及其衍生物在3個部位中含量差異較小。

以豐度≥2.0×107為標(biāo)準(zhǔn)分析含量較高的化合物，共篩選出33個，其中葉19個、莖17個、根僅有7個(表3)；這些物質(zhì)在3個部位的積累量差異顯著，但累計豐度很接近(葉56.27×107、莖55.44× 107、56.14×107)，且分別占各自部位代謝物總豐度的53%以上，表明葉、莖、根中有基本一致的優(yōu)勢成分。新綠原酸、綠原酸、高香草?？鼘幩岬仍谌~中含量較高，5-(2-羥乙基)-2--葡萄糖基苯酚、原兒茶酸-4--葡萄糖苷、1--龍膽酰-d-葡萄糖則在莖中顯著積累，使得這2個部位的酚酸豐度較高；葉中槲皮素-4′--葡萄糖苷和槲皮素-3--葡萄糖苷積累量較高，而日本南五味子木脂素G、五羥色胺、Kadcoccilactone F僅在根中富集。

2.2 差異代謝物分析

主成分分析 主成分分析(PCA)表明(圖1),PC1和PC2兩個主成分能很好反映樣本的主要特征信息。第1主成分的貢獻(xiàn)率為50.3%，第2主成分的為36.4%，兩個主成分的累積貢獻(xiàn)率為86.7%。樣本在圖中表現(xiàn)出明顯的分離趨勢，表明對各樣本數(shù)據(jù)處理結(jié)果可信，樣本間存在明顯差異。

表2 黑老虎根、莖、葉的代謝物豐度(×107)

表3 黑老虎根、莖和葉中含量較高的成分

續(xù)表(Continued)

OPLS-DA模型 建立葉與根、莖與根之間的兩組PLS-DA模型，結(jié)果表明，兩組模型的2分別為0.870和0.877，2均為1，2均為0.998，說明模型具有很好的預(yù)測能力和可靠性，能夠很好地表現(xiàn)各組間代謝物的變化趨勢。對OPLS-DA模型進(jìn)行200次排列驗證，<0.005，表明模型有統(tǒng)計學(xué)意義，可根據(jù)VIP值分析篩選DAMs。

圖1 1樣本的PCA得分圖

差異代謝物分布 基于OPLS-DA結(jié)果，根據(jù)DAMs篩選標(biāo)準(zhǔn)，葉與根的DAMs數(shù)量為442個,莖與根為393個(表4)。2對照組中DAMs以下調(diào)模式占主導(dǎo)，酚酸、黃酮、脂質(zhì)類是DAMs的主要成分，且酚酸和類黃酮的DAMs均以下調(diào)為主，是2組中下調(diào)DAMs的主要組分，使其在根中豐度顯著下調(diào)；而木脂素和香豆素、萜類中DAMs上調(diào)的占優(yōu)，得益于此2類物質(zhì)在根中顯著向上積累。

主要差異代謝物 兩組差異倍數(shù)排在前20的差異代謝物中向上表達(dá)的多為木脂素和萜類(90%), 而向下積累的主要是酚酸和類黃酮，且有多個相同成分(圖2)。其中，乙酰表戈米辛R、Kadcoccilactone A、異五味子醇乙、狹葉南五味子素I、五味子脂素N、Kadcoccilactone M、苯甲酰異五味子素在兩組中均呈上調(diào)模式，下調(diào)DAMs中有3個相同代謝物: 落葉松脂素-4′--葡萄糖苷、阿魏酰酒石酸、7,8-蘇式-3′,4,7,9-四羥基-3-甲氧基-8--4′-新木脂素-9′--鼠李糖苷)。

差異代謝物代謝通路分析 利用KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)數(shù)據(jù)庫對鑒定到的DAMs進(jìn)行注釋富集分析，獲得2條顯著富集的通路(-value≤0.01)。其在苯丙烷生物合成通路中富集最為顯著，有16個DAMs注解，包括15個酚酸和1個有機(jī)酸類化合物(表5)。綠原酸、5--對香豆酰奎寧酸和2-羥基肉桂酸等9個酚酸類代謝物在葉中積累量顯著上調(diào)。其次是黃酮與黃酮醇生物合成通路, 12個DAMs富集于此；其中11個成分在葉中豐度顯著向上表達(dá)，異槲皮苷和三葉豆苷高度富集(表6)。

表4 差異代謝物

圖2 差異倍數(shù)最大的20種代謝物。A: 葉與根；B: 莖與根。

表5 富集于苯丙烷生物合成通路中的差異代謝物

-:未檢出。下同

-: Not detected. The same below

表6 富集于黃酮與黃酮醇生物合成通路中的差異代謝物

3 結(jié)論和討論

在黑老虎葉、莖和根中分別鑒定出642、650和619個代謝物，可分為氨基酸及其衍生物、酚酸類、木脂素等11類化合物，其中酚酸、脂質(zhì)、黃酮和有機(jī)酸在各部位中均占主導(dǎo)。酚酸類化合物數(shù)量在根中減少，致其代謝物多樣性略低于葉和莖。代謝物總豐度和次生代謝物豐度均為葉>根>莖，葉中酚酸、黃酮和脂質(zhì)類積累量較高，而氨基酸及其衍生物、萜類、木脂素和香豆素、生物堿都在根中顯著上調(diào)，有機(jī)酸、核苷酸及其衍生物含量差異較小。

葉與根、莖與根中共有成分為566和650個, 差異代謝物有444和393個。葉與根、莖與根的主要差異成分為酚酸、類黃酮和脂質(zhì)，其在根中以下調(diào)模式為主；而木脂素和香豆素、萜類中的差異成分在根中以上調(diào)占優(yōu)。差異代謝物在苯丙烷生物合成和黃酮與黃酮醇生物合成通路中顯著富集，這有助于進(jìn)一步了解黑老虎植株次生代謝物的生物合成途徑。如根中酚酸含量大幅減少可能是其在苯丙烷代謝途徑各種酶的作用下合成了木脂素[18–19]，從而使木脂素顯著上調(diào)。

黑老虎葉和莖中積累量高的代謝物數(shù)量較多,鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、l-蘋果酸及表沒食子兒茶素、表沒食子兒茶素等同時存在于2個部位中；而根中數(shù)量較少，但鑒定到含量較高的木脂素和萜類代謝物。這些化合物中多個被證實具有重要藥理活性和功效作用，如綠原酸(葉中富集)有與VC相當(dāng)?shù)目寡趸钚訹20]、可預(yù)防結(jié)腸癌、口腔癌等疾病的發(fā)生，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤細(xì)胞生長[21]；還對肝損傷有保護(hù)作用，可預(yù)防對乙酰氨基酚引起的肝損傷[22–23]。兒茶素及衍生物(根、莖、葉均富集)有抗炎癥、抗菌、抗病毒及抗氧化等效用，還可預(yù)防心腦血管疾病[24–25]，以及保護(hù)腎臟、肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)等[26]；此外，還是茶葉的主要功能成分。槲皮素及其衍生物(葉中富集)具有優(yōu)異的抗氧化特性[6]，在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、炎癥、肝臟疾病、心血管疾病、細(xì)菌和真菌感染[27]、抗癌[28]等疾病中具有重要藥理作用，對維持人體健康至關(guān)重要。日本南五味子木脂素G (根中富集)具有抗NO生成活性[29]。

綜上，黑老虎根中氨基酸及衍生物和生物堿含量較高，主要功效成分木脂素和萜類也顯著上調(diào), 傳統(tǒng)利用是否與此有關(guān)還有待進(jìn)一步驗證；而葉和莖中酚酸、葉中類黃酮和脂質(zhì)的豐度顯著高于根,含有多個高度富集化合物，其生物活性和利用潛力值得關(guān)注。

[1] Chinese Herbal Medicine Editorial Committee of National Admini- stration of Traditional Chinese Medicine. Chinese Herbal Medica, Vol. 2 [M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1999: 895. [國家中醫(yī)藥管理局《中華本草》編委會. 中華本草，第2冊 [M]. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1999: 895.]

[2] SHU Y Z, CHENG L, YANG P M, et al.J]. Chin Trad Herb Drugs, 2011, 42(4): 805–813. [舒永志, 成亮, 楊培明. 黑老虎的化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展 [J]. 中草藥, 2011, 42(4): 805–813. doi: cnki:sun:zcyo.0.2011-04-044.]

[3] SHU Y Z, CHENG L, CHO J C, et al.J]. Chin Trad Herb Drugs, 2012, 43(3): 428–431. [舒永志, 成亮, 曺濬喆, 等. 黑老虎的化學(xué)成分研究 [J]. 中草藥, 2012, 43(3): 428–431. doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.]

[4] LI L, YANG L J, XU Y L, et al. Studies on the chemical constituents and functional effects ofin recent ten years [J]. Chin Med Mat, 2020, 43(1): 236–242. [李力, 湯立潔, 徐永莉, 等. 近十年黑老虎的化學(xué)成分及功能作用研究進(jìn)展 [J]. 中藥材, 2020, 43(1): 236–242. doi: 10.13863/j.issn1001-4454.2020.01.047.]

[5] YANG Y P, HUSSAIN N, ZHANG L, et al.: A rich source of structurally diverse and biologically important compounds [J]. Chin Herb Med, 2020, 12(3): 214–223. doi: 10.1016/j.chmed.2020.03.006.

[6] PU J X, YANG L M, XIAO W L, et al. Compounds fromand related anti-HIV activity [J]. Phytochemistry, 2008, 69(5): 1266–1272. doi: 10.1016/j.phytochem.2007.11.019.

[7] YAN Z H, CHENG L, KONG L Y, et al. Chemical constituents and their anti-oxidative activiities of[J]. Chin Trad Herb Drugs, 2013, 44(21): 2969–2973. [延在昊, 成亮, 孔令義, 等. 黑老虎化學(xué)成分及其抗氧化活性研究 [J]. 中草藥, 2013, 44(21): 2969– 2973. doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.21.005.]

[8] SUN J, YAO J Y, HUANG S X, et al. Antioxidant activity of poly- phenol and anthocyanin extracts from fruits of(Lem.) A. C. Smith [J]. Food Chem, 2009, 117(2): 276–281. doi: 10. 1016/j.foodchem.2009.04.001.

[9] BAN N K, VAN THANH B, VAN KIEM P, et al. Dibenzocyclo- octadiene lignans and lanostane derivatives from the roots ofand their protective effects on primary rat hepatocyte injury induced by-butyl hydroperoxide [J]. Planta Med, 2009, 75(11): 1253– 1257. doi: 10.1055/s-0029-1185537.

[10] YANG Y, GAO J F. Volatile components and their antioxidant activities in different parts of[J]. Guihaia, 2018, 38(7): 943– 952. [楊艷, 高漸飛. 冷飯團(tuán)不同部位揮發(fā)性成分及抗氧化活性分析 [J]. 廣西植物, 2018, 38(7): 943–952. doi: 10.11931/guihaia.gxzw 201708005.]

[11] LIAO S Q, WANG L J, XIA X H, et al. Determination and evaluation of nutritional components in stem and leaves of[J]. Sci Technol Food Ind, 2021, 42(5): 289–294. [廖蘇奇, 王麗軍, 夏祥華, 等. 黑老虎莖葉營養(yǎng)成分檢測及評價 [J]. 食品工業(yè)科技, 2021, 42(5): 289–294. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020040276.]

[12] Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences. Information System of Chinese Rare and Endangered Plants [EB/OL]. (2021-09-14). [中國科學(xué)院植物研究所. 中國珍稀瀕危植物信息系統(tǒng) [EB/OL]. (2021- 09-14). http://www.iplant.cn/rep/.]

[13] LAU W, SATTELY E S. Six enzymes from mayapple that complete the biosynthetic pathway to the etoposide aglycone [J]. Science, 2015, 349 (6253): 1224–1228. doi: 10.1126/science.aac7202.

[14] XU L, XU Z Z, WANG X, et al. The application of pseudotargeted metabolomics method for fruit juices discrimination [J]. Food Chem, 2020, 316(30): 126278. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.126278.

[15] SUN W L, ZHAO H P, WANG X H, et al. Analysis on differential metabolites of Cervi Cornu Pantotrichum based on metabolomics [J]. Chin Trad Herb Drugs, 2019, 50(20): 5047–5053. [孫偉麗, 趙海平, 王雪華, 等. 基于代謝組學(xué)技術(shù)分析不同區(qū)段鹿茸差異代謝分子物質(zhì) [J]. 中草藥, 2019, 50(20): 5047–5053. doi: 10.7501/j.issn.0253- 2670.2019.20.029.]

[16] FRAGA C G, CLOWERS B H, MOORE R J, et al. Signature-discovery approach for sample matching of a nerve-agent precursor using liquid chromatography-mass spectrometry, XCMS, and chemometrics [J]. Anal Chem, 2010, 82(10): 4165–4173. doi: 10.1021/ac1003568.

[17] THéVENOT E A, ROUX A, XU Y, et al. Analysis of the human adult urinary metabolome variations with age, body mass index, and gender by implementing a comprehensive workflow for univariate and OPLS statistical analyses [J]. J Proteome Res, 2015, 14(8): 3322–3335. doi: 10.1021/acs.jproteome.5b00354.

[18] KUANG F Y, WU G B, ZHANG K, et al.[J]., 2020, 41(8): 165–170. [匡鳳元, 吳光斌, 張珅, 等. HPLC法同時測定采后蓮霧果實木質(zhì)素代謝途徑中5種酚酸的含量 [J]. 食品科學(xué), 2020, 41(8): 165–170. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20190303-014.]

[19] MA Y, WEI Y, WANG M, et al.[J]., 2019, 40(15): 269–276. [馬燕, 魏媛, 王冕, 等. 谷物酚酸合成途徑及代謝調(diào)控研究進(jìn)展 [J]. 食品科學(xué), 2019, 40 (15): 269–276. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20180918-198.]

[20] KAWADA M, OHNO Y, RI Y, et al. Anti-tumor effect of gallic acid on LL-2 lung cancer cells transplanted in mice [J]. Anti-Cancer Drugs, 2001, 12(10): 847–852. doi: 10.1097/00001813-200111000-00009.

[21] WANG L P, GUO D, WANG G, et al.[J].011, 22(4): 961–963. [王麗萍, 郭棟, 王果, 等. 中藥綠原酸的研究進(jìn)展 [J]. 時珍國醫(yī)國藥, 2011, 22(4): 961–963. doi: 10.3969/j.issn. 1008-0805.2011.04.080.]

[22] ALI N, RASHID S, NAFEES S, et al. Protective effect of chlorogenic acid against methotrexate induced oxidative stress, inflammation and apoptosis in rat liver: An experimental approach [J]. Chem Biol Interact, 2017, 272(25): 80–91. doi: 10.1016/j.cbi.2017.05.002.

[23] PANG C, SHENG Y C, JIANG P, et al. Chlorogenic acid prevents acetaminophen-induced liver injury: The involvement of CYP450metabolic enzymes and some antioxidant signals [J]. J Zhejiang Univ Sci B, 2015, 16(7): 602–610. doi: 10.1631/jzus.b1400346.

[24] NANCE C L, SIWAK E B, SHEARER W T. Preclinical development of the green tea catechin, epigallocatechin gallate, as an HIV-1 therapy [J]. J Allergy Clin Immunol, 2009, 123(2): 459–465. doi: 10.1016/j.jaci. 2008.12.024.

[25] NAKANISHI T, MUKAI K, YUMOTO H, et al. Anti-inflammatory effect of catechin on cultured human dental pulp cells affected by bacteria-derived factors [J]. Eur J Oral Sci, 2010, 118(2): 145–150. doi: 10.1111/j.1600-0722.2010.00714.x.

[26] YAN X, LIU H Q, ZOU Y Q, et al. Physiological activities and research advance in synthesis of flavonoids [J]. Chin J Org Chem, 2008, 28(9): 1534–1544. [延璽, 劉會青, 鄒永青, 等. 黃酮類化合物生理活性及合成研究進(jìn)展 [J]. 有機(jī)化學(xué), 2008, 28(9): 1534–1544.]

[27] YAO L H, JIANG Y M, SHI J, et al. Flavonoids in food and their health benefits [J]. Plant Food Hum Nurt, 2004, 59(3): 113–122. doi: 10.1007/s11130-004-0049-7.

[28] CHOU C C, YANG J S, LU H F, et al. Quercetin-mediated cell cycle arrest and apoptosis involving activation of a caspase cascade through the mitochondrial pathway in human breast cancer MCF-7 cells [J]. Arch Pharm Res, 2010, 33(8): 1181–1191. doi: 10.1007/s12272-010- 0808-y.

[29] MURAKAMI A, NAKAMURA Y, TORIKAI K, et al. Inhibitory effect of citrus nobiletin on phorbol ester-induced skin inflammation, oxidative stress, and tumor promotion in mice [J]. Cancer Res, 2000, 60(18): 5059–5066.

[30] REN W G, ZHANG C Y. Research progress ofand predictive analysis of Q-marker [J]. Chin Trad Herb Drugs, 2020, 51(11): 3110–3116. [任偉光, 張翠英. 五味子的研究進(jìn)展及質(zhì)量標(biāo)志物(Q-marker)的預(yù)測分析 [J]. 中草藥, 2020, 51(11): 3110–3116. doi: 10.7501/j.issn. 0253-2670.2020.11.031.]

[31] QI X Z, LIU J B, CHEN J B, et al. Lignans and triterpenoids from roots of[J]. Chin Trad Herb Drugs, 2017, 48(11): 2164–2171. [亓新柱, 劉佳寶, 陳佳寶, 等. 南五味子根中木脂素和三萜類化學(xué)成分的研究 [J]. 中草藥, 2017, 48(11): 2164– 2171. doi:10.7501/j. issn.0253-2670.2017.11.002.]

Metabolic in Different Tissues ofby Using Widely-targeted Metabolomics

GAO Jianfei1, ZHOU Wei2*, YANG Yan3

(1. Guizhou Mountainous Resources Institute, Guizhou Academy of Sciences,Guiyang 55001, China; 2. Guizhou Industry Polytechnic College, Guiyang 550008, China; 3. Key Laboratory of Chemistry for Natural Products of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550014, China)

To improve the comprehensive utilization ofresources, the differential and highly enriched metabolic components of root, stem and leaf were analyzed by using wide range of targeted metabo- lomics techniques. The results showed that there were 642, 650 and 619 metabolites identified from roots, stems and leaves, respectively, in which phenolic acids, lipids, flavonoids and organic acids were dominant in quantity. There were 566 and 650 common metabolites in leaves and roots, stems and roots, respectively, of which 442 and 393 were significantly different metabolites, mainly including phenolic acids, flavonoids and lipids. Moreover, these differentially metabolites were significantly enriched in pathways of phenylpropane biosynthesis, flavone and flavonol biosynthesis. The total and secondary metabolites abundances were in the order of leaf>root>stem. The accumulation of phenolic acids, flavonoids and lipids in leaves and phenolic acids in stems were significantly higher than those in roots; while the abundance of amino acids and their derivatives, terpenoids, lignans, coumarins and alkaloids were significantly up-regulated in roots. Therefore, there were a large number of common components in roots, stems and leaves of. Phenolic acids, flavonoids and lipids in leaves and stems were highly enriched, and several bioactive compounds, such as neochlorogenic acid, chlorogenic acid and quercetin, were highly abundant and have high utilization value.

; Metabolites; Phenols; Lignans

10.11926/jtsb.4602

2021–12–30

2022–03–30

貴州省科技計劃重大專項(黔科合平臺人才[2017]5411號)；國家重點研發(fā)計劃課題(2016YFC0502601)資助

This work was supported by the Key Project for Science and Technology in Guizhou (Grant No. [2017]5411), and the National Key Research and Development Program of China (Grant No. 2016YFC0502601).

高漸飛(1985年生)，男，高級工程師，研究方向為生態(tài)保護(hù)與資源開發(fā)利用。E-mail: gaojf2010@163.com

. E-mail: zhouwei_460@163.com