多组学整合分析揭示榴莲三大品种非挥发性与挥发性代谢物差异及其健康促进功能

本研究通过整合电子鼻/舌传感、代谢组学、转录组学和网络药理学方法，首次系统解析了榴莲三大品种（猫山王、金枕头和甘尧）在风味物质和功能成分上的差异。研究发现82种非挥发性和95种挥发性差异代谢物（DEMs），鉴定出12,927个差异表达基因（DEGs），揭示了碳代谢、氨基酸合成等关键通路对品种特性的调控机制，并通过网络药理学筛选出45种具有抗炎、心血管保护和神经保护潜力的活性成分，为榴莲品质改良和功能食品开发提供理论依据。

　　

榴莲（Durio zibethinus Murr.）作为东南亚特色热带水果，凭借独特的奶油质地和浓烈香气被誉为"水果之王"。然而，不同品种间风味和营养功能的差异机制尚未阐明，制约了品质定向育种和药用价值开发。针对这一科学问题，来自中国的研究团队在《Journal of Future Foods》发表研究，首次采用多组学整合策略解析了猫山王（MK）、金枕头（MT）和甘尧（KY）三大品种的代谢特征。

研究采用电子鼻/舌传感系统量化感官特性，结合超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）和顶空固相微萃取-气相色谱质谱（HS-SPME/GC-MS）进行非挥发性和挥发性代谢物检测，通过Illumina HiSeq 2500平台开展转录组测序，并利用网络药理学预测活性成分的疾病靶点。样本来自中国海南保亭县2023年4月采收的成熟果实。

电子感官分析揭示MT品种甜度响应显著高于KY和MK，而KY在苦味和酸味传感器上表现突出。转录组分析发现12,927个DEGs，MT与MK比较中差异基因最多（9,142个），主要富集于线粒体内膜相关通路。代谢组分析鉴定出1,399种代谢物，其中177个共享DEMs包含82种非挥发性和95种挥发性成分。MK富含硫化物（如二乙基硫化合物）和萜类，MT酯类物质突出，KY则富含酚酸和氨基酸衍生物。

整合分析显示脂质代谢基因表达与MK的奶油质地相关，而硫代谢基因（如甲硫氨酸γ-裂解酶）和单萜合酶基因分别调控MK的浓烈香气和MT的花果香。网络药理学筛选出45个符合口服生物利用度（OB≥5%）和类药性（DL≥0.14）标准的活性成分，其中木犀草素-4′-O-葡萄糖苷和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯对阿尔茨海默病、癌症等7类疾病具有潜在干预作用。

该研究首次建立榴莲风味-功能成分的多组学关联网络，不仅阐明品种差异的分子基础，还发现α-亚麻酸、核黄素等兼具营养和药用价值的成分。研究成果为榴莲品质改良提供分子标记，推动其从传统水果向功能食品转型，对热带作物高值化利用具有示范意义。