基于分子网络与化学计量学探究古老洋葱品种的化学成分、抗氧化及抗血管生成潜力

本研究针对农业遗传资源可持续利用与植物多样性保护问题，通过LC-HR-ESI-MS2结合分子网络策略，首次系统分析9种托斯卡纳本土与4种商业洋葱品种的化学组成及生物活性。研究发现'Ciatta'、'Massese'等本土品种具有与商业品种'Tropea'相当的显著抗血管生成活性（通过CAM和斑马鱼模型验证），其富含酚类、生物碱等成分的健康促进潜力为农业食品链开发提供新依据。

　　

在全球农业工业化背景下，洋葱(Allium cepa L.)作为第三大园艺作物，其丰富的遗传多样性正面临严峻挑战。据统计，全球约75%的农作物遗传多样性已在上世纪消失，而像托斯卡纳地区'Ciatta'、'Massese'等仅由小农种植的本土洋葱品种更是濒临灭绝。这些古老品种不仅是地方文化载体，其特殊的化学成分可能蕴含现代医学急需的生物活性物质。然而，现有研究多集中于主流商业品种，对本土资源的系统评估严重不足，特别是在抗血管生成（antiangiogenic）这一肿瘤与慢性病治疗关键靶点领域仍属空白。

为解决这一问题，由意大利研究团队主导的国际合作项目首次采用高分辨质谱(LC-HR-ESI-MS²)与分子网络(molecular networking)联用技术，对13个洋葱品种（9个托斯卡纳本土品种+4个商业对照）展开多维度研究。通过鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)和斑马鱼胚胎双重体内模型验证，发现本土品种的抗血管生成效果与商业明星品种'Tropea'相当，相关成果发表于《Food Research International》。

关键技术包括：1) 负离子模式LC-HR-ESI-MS²获取75种化合物的精细指纹图谱；2) 基于GNPS平台的分子网络注释酚类、生物碱等结构；3) 化学计量学(PCA/HCA)分析品种间代谢差异；4) 斑马鱼胚胎微注射技术定量血管生成抑制率。样本来源于托斯卡纳大区种质资源库(http://germoplasma.arsia.toscana.it)登记的农民合作社。

化学指纹与分子网络分析
通过负离子模式检测到包括二己糖苷(1)、柠檬酸(2)等75个特征化合物。'Fiorentina'品种独含的异鼠李素-3,4'-二-O-葡萄糖苷(15)与强抗氧化活性显著相关，而'Massese'中鉴定的新硫代脯氨酸衍生物(34)可能解释其突出的抗血管生成效果。

抗氧化与抗血管生成活性
DPPH实验显示'Treschietto'的IC₅₀值最低（2.1±0.3 μg/mL），但CAM模型中'Ciatta'使血管面积减少62.3%，与阳性对照舒拉明相当。斑马鱼实验进一步证实，'Fiorentina'提取物可剂量依赖性抑制节间血管形成（100 μg/mL时抑制率达71%）。

化学-活性关联分析
PLS-DA模型揭示抗血管生成活性与特定酚酸（如原儿茶酸，29）和C₂₇-甾体皂苷(55-58)呈强正相关，而黄酮苷则主要贡献抗氧化能力。

该研究不仅为本土洋葱品种的农艺价值正名，更开创性地建立了一套从化学指纹到生物活性的快速评价体系。特别值得注意的是，'Massese'中发现的含硫生物碱为开发新型血管生成抑制剂提供了先导化合物。正如通讯作者Alessandra Braca强调的，这种"从农田到药箱"的研究范式，为应对全球粮食系统同质化危机提供了切实可行的解决方案。研究团队下一步计划与制药企业合作，分离鉴定关键活性单体。