甘氨酸促进叶用莴苣（Lactuca sativa L.）酚类化合物积累的代谢组学分析
发布时间：2024-04-16 03:36
叶用莴苣(Lactuca sativa L.),又名生菜,是周年生产的重要蔬菜作物,倍受我国和欧美消费者推崇。叶用莴苣具有较高的营养价值,是糖基化类黄酮、酚酸、类胡萝卜素、抗坏血酸、生育酚及倍半萜内酯(如山莴苣素和山莴苣苦素)等健康促进成分的重要膳食来源。甘氨酸是土壤中游离氨基酸的主要成分,含量丰富且易被植物吸收利用,也是植物有机氮营养研究的模式氨基酸。本文以叶用莴苣为研究对象,建立了叶用莴苣代谢组分析方法及代谢物文库,绘制了代谢组草图;在水培条件下,探究了甘氨酸对叶用莴苣叶片初级和次级代谢物、转录水平及抗氧化活性的影响,解析了酚类化合物对甘氨酸的代谢响应机制。主要结果如下:1.酚类化合物是叶用莴苣种质资源间主要的差异代谢物评估了45份叶用莴苣种质资源的多酚总量,结果表明:皱叶莴苣多酚含量最高,其次为直立莴苣和奶油生菜,结球莴苣最低;红紫叶生菜多酚含量高于绿叶生菜。以30份叶用莴苣为材料,建立了基于GC×GC-TOF/MS和UPLC-IMS-QTOF/MS的叶用莴苣非靶向代谢组学分析手段并注释了171种代谢物。37种代谢物被鉴定为1级(已鉴定代谢物),86种代谢物被鉴定为2级(推定注释...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 叶用莴苣分类与驯化
1.2 叶用莴苣酚类物质研究进展
1.2.1 叶用莴苣酚类化合物组成
1.2.2 其他生物活性物
1.2.3 外界因素对叶用莴苣酚类物质积累的影响
1.2.4 叶用莴苣酚类及其生物活性
1.3 叶用莴苣代谢谱分析
1.3.1 叶用莴苣代谢物分析技术
1.3.2 植物代谢组研究策略
1.3.3 植物代谢物检测与鉴定
1.4 植物酚类物质的生物合成与调控
1.5 氮对植物酚类化合物合成的影响
1.5.1 氮饥饿促进植物酚类化合物的积累
1.5.2 无机氮充足供应抑制酚类物质生物合成
1.6 植物甘氨酸态氮营养
1.6.1 甘氨酸在植物体内的同化
1.6.2 甘氨酸对植物的氮营养效应
1.6.3 甘氨酸增强作物抗逆性
1.7 研究问题的提出
1.8 本研究的意义及技术路线
第二章 叶用莴苣种质资源间酚类物质的差异分析
2.1 材料与方法
2.1.1 叶用莴苣多酚总量分析
2.1.2 叶用莴苣代谢谱分析
2.2 结果与分析
2.2.1 叶用莴苣种质资源间多酚含量差异
2.2.2 叶用莴苣代谢物鉴定
2.2.3 皱叶莴苣和球型莴苣中的差异代谢物分析
2.2.4 网络分析揭示不同类型叶用莴苣代谢物相关性
2.3 讨论
2.3.1 皱叶莴苣多酚总量高于其他类型叶用莴苣
2.3.2 GC×GC-TOF/MS与 UPLC-IMS-QTOF/MS联用是叶用莴苣代谢组分析的有效策略
2.3.3 酚类化合物是叶用莴苣种质资源间主要的差异代谢物
2.3.4 酚类化合物是叶用莴苣代谢网络中心
2.4 本章小结
第三章 叶用莴苣初级和次级代谢对甘氨酸响应的非靶向代谢组学分析
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料培养
3.1.2 叶用莴苣干鲜重及叶面积测定
3.1.3 叶用莴苣的代谢谱分析
3.1.4 数据预处理和多元统计分析
3.1.5 差异代谢物鉴定及代谢途径分析
3.2 结果与分析
3.2.1 甘氨酸对叶用莴苣干鲜重和叶面积的影响
3.2.2 叶用莴苣代谢轮廓分析
3.2.3 模式识别
3.2.4 差异代谢物鉴定和代谢通路分析
3.3 讨论
3.3.1 甘氨酸供应抑制叶用莴苣的生长
3.3.2 叶用莴苣初级代谢物对甘氨酸的响应
3.3.3 叶用莴苣多酚化合物对甘氨酸的响应
3.4 小结
第四章 甘氨酸促进叶用莴苣酚类物质积累的多组学分析
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料培养
4.1.2 叶用莴苣多酚、黄酮和酚酸含量测定
4.1.3 叶用莴苣酚类化合物相对定量分析
4.1.4 转录组分析
4.1.5 数据处理
4.2 结果与分析
4.2.1 甘氨酸对叶用莴苣酚类化合物含量的影响
4.2.2 甘氨酸对酚类化合物积累的影响
4.2.3 差异表达基因分析
4.2.4 差异基因功能富集分析
4.2.5 差异表达基因的qRT-PCR验证
4.2.6 多酚代谢关键基因转录水平分析
4.3 讨论
4.3.1 甘氨酸诱导黄酮和黄酮醇合成关键基因表达量上调促进黄酮和黄酮醇含量积累
4.3.2 甘氨酸调控叶用莴苣酚类物质生物合成的可能途径
4.4 小结
第五章 甘氨酸浓度对叶用莴苣酚类物质积累及抗氧化活性的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 植物材料培养
5.1.2 叶用莴苣鲜重测定
5.1.3 叶用莴苣酚类化合物测定
5.1.4 叶用莴苣维生素C和维生素E相对含量测定
5.1.5 叶用莴苣提取物抗氧化活性分析
5.1.6 数据处理
5.2 结果与分析
5.2.1 甘氨酸浓度对叶用莴苣鲜重的影响
5.2.2 甘氨酸浓度对叶用莴苣多酚含量的影响
5.2.3 甘氨酸浓度对叶用莴苣维生素C和维生素E含量的影响
5.2.4 甘氨酸浓度对叶用莴苣抗氧化活性的影响
5.2.5 甘氨酸浓度对叶用莴苣清除H2O2 能力的影响
5.3 讨论
5.3.1 甘氨酸浓度对叶用莴苣鲜重的影响
5.3.2 甘氨酸促进叶用莴苣酚类、维生素C和维生素E的积累
5.3.3 甘氨酸促进芹菜素3-、槲皮素3-和木犀草素7-糖苷衍生物的积累
5.3.4 甘氨酸增强叶用莴苣的抗氧化活性
5.4 小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表论文及其他相关工作
读博期间发表及待发表论文
授权发明专利
参加国际学术会议
获奖项目
项目资助
转录组注释的与叶用莴苣叶片多酚代谢相关的基因
缩略词
致谢
本文编号：3956385
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 叶用莴苣分类与驯化
1.2 叶用莴苣酚类物质研究进展
1.2.1 叶用莴苣酚类化合物组成
1.2.2 其他生物活性物
1.2.3 外界因素对叶用莴苣酚类物质积累的影响
1.2.4 叶用莴苣酚类及其生物活性
1.3 叶用莴苣代谢谱分析
1.3.1 叶用莴苣代谢物分析技术
1.3.2 植物代谢组研究策略
1.3.3 植物代谢物检测与鉴定
1.4 植物酚类物质的生物合成与调控
1.5 氮对植物酚类化合物合成的影响
1.5.1 氮饥饿促进植物酚类化合物的积累
1.5.2 无机氮充足供应抑制酚类物质生物合成
1.6 植物甘氨酸态氮营养
1.6.1 甘氨酸在植物体内的同化
1.6.2 甘氨酸对植物的氮营养效应
1.6.3 甘氨酸增强作物抗逆性
1.7 研究问题的提出
1.8 本研究的意义及技术路线
第二章 叶用莴苣种质资源间酚类物质的差异分析
2.1 材料与方法
2.1.1 叶用莴苣多酚总量分析
2.1.2 叶用莴苣代谢谱分析
2.2 结果与分析
2.2.1 叶用莴苣种质资源间多酚含量差异
2.2.2 叶用莴苣代谢物鉴定
2.2.3 皱叶莴苣和球型莴苣中的差异代谢物分析
2.2.4 网络分析揭示不同类型叶用莴苣代谢物相关性
2.3 讨论
2.3.1 皱叶莴苣多酚总量高于其他类型叶用莴苣
2.3.2 GC×GC-TOF/MS与 UPLC-IMS-QTOF/MS联用是叶用莴苣代谢组分析的有效策略
2.3.3 酚类化合物是叶用莴苣种质资源间主要的差异代谢物
2.3.4 酚类化合物是叶用莴苣代谢网络中心
2.4 本章小结
第三章 叶用莴苣初级和次级代谢对甘氨酸响应的非靶向代谢组学分析
3.1 材料与方法
3.1.1 植物材料培养
3.1.2 叶用莴苣干鲜重及叶面积测定
3.1.3 叶用莴苣的代谢谱分析
3.1.4 数据预处理和多元统计分析
3.1.5 差异代谢物鉴定及代谢途径分析
3.2 结果与分析
3.2.1 甘氨酸对叶用莴苣干鲜重和叶面积的影响
3.2.2 叶用莴苣代谢轮廓分析
3.2.3 模式识别
3.2.4 差异代谢物鉴定和代谢通路分析
3.3 讨论
3.3.1 甘氨酸供应抑制叶用莴苣的生长
3.3.2 叶用莴苣初级代谢物对甘氨酸的响应
3.3.3 叶用莴苣多酚化合物对甘氨酸的响应
3.4 小结
第四章 甘氨酸促进叶用莴苣酚类物质积累的多组学分析
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料培养
4.1.2 叶用莴苣多酚、黄酮和酚酸含量测定
4.1.3 叶用莴苣酚类化合物相对定量分析
4.1.4 转录组分析
4.1.5 数据处理
4.2 结果与分析
4.2.1 甘氨酸对叶用莴苣酚类化合物含量的影响
4.2.2 甘氨酸对酚类化合物积累的影响
4.2.3 差异表达基因分析
4.2.4 差异基因功能富集分析
4.2.5 差异表达基因的qRT-PCR验证
4.2.6 多酚代谢关键基因转录水平分析
4.3 讨论
4.3.1 甘氨酸诱导黄酮和黄酮醇合成关键基因表达量上调促进黄酮和黄酮醇含量积累
4.3.2 甘氨酸调控叶用莴苣酚类物质生物合成的可能途径
4.4 小结
第五章 甘氨酸浓度对叶用莴苣酚类物质积累及抗氧化活性的影响
5.1 材料与方法
5.1.1 植物材料培养
5.1.2 叶用莴苣鲜重测定
5.1.3 叶用莴苣酚类化合物测定
5.1.4 叶用莴苣维生素C和维生素E相对含量测定
5.1.5 叶用莴苣提取物抗氧化活性分析
5.1.6 数据处理
5.2 结果与分析
5.2.1 甘氨酸浓度对叶用莴苣鲜重的影响
5.2.2 甘氨酸浓度对叶用莴苣多酚含量的影响
5.2.3 甘氨酸浓度对叶用莴苣维生素C和维生素E含量的影响
5.2.4 甘氨酸浓度对叶用莴苣抗氧化活性的影响
5.2.5 甘氨酸浓度对叶用莴苣清除H2O2 能力的影响
5.3 讨论
5.3.1 甘氨酸浓度对叶用莴苣鲜重的影响
5.3.2 甘氨酸促进叶用莴苣酚类、维生素C和维生素E的积累
5.3.3 甘氨酸促进芹菜素3-、槲皮素3-和木犀草素7-糖苷衍生物的积累
5.3.4 甘氨酸增强叶用莴苣的抗氧化活性
5.4 小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表论文及其他相关工作
读博期间发表及待发表论文
授权发明专利
参加国际学术会议
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项目资助
转录组注释的与叶用莴苣叶片多酚代谢相关的基因
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致谢
本文编号：3956385
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