基于多组学联用的铁皮石斛地理标志性差异代谢调控机制及品质评价研究

本文推荐语：本研究通过整合蛋白质组学（proteomics）和代谢组学（metabolomics）技术，系统解析了安徽（AH）、浙江（ZJ）、云南（YN）三地铁皮石斛（D. officinale）的差异表达蛋白（1689个）和代谢物（205种），首次揭示苯丙烷生物合成（phenylpropanoid biosynthesis）和类黄酮生物合成（flavonoid biosynthesis）通路的关键调控酶（PAL/4CL/CSE/CHI/CHS）为地理标志性差异的核心分子机制，为药用植物品质评价提供创新方法论。

　　

Highlight

植物材料

铁皮石斛（D. officinale）样本采集自中国三大栽培区（图1A）：安徽省（AH；31°23′34″N, 116°19′58″E）、浙江省（ZJ；28°0′25″N, 120°38′15″E）和云南省（YN；24°26′12″N, 98°34′42″E）。所有材料由浙江叶采青植物科技有限公司提供，经形态学鉴定为纯正种质。

不同产地铁皮石斛的生理指标差异

研究发现，浙江产区的类胡萝卜素和叶绿素含量显著高于安徽与云南（P < 0.001），但其花青素含量却明显偏低（P < 0.05）。安徽样本展现出更强的抗氧化酶活性和DPPH自由基清除能力，暗示其可能具有更优异的药用潜力。

结论

本研究通过多组学技术揭示了YN、ZJ、AH三地铁皮石斛的分子特征差异，发现苯丙烷代谢通路中的关键酶（如苯丙氨酸解氨酶PAL、4-香豆酸辅酶A连接酶4CL、咖啡酰莽草酸酯酶CSE）以及类黄酮合成核心酶（查尔酮异构酶CHI、查尔酮合成酶CHS）是地理差异性的"分子开关"。这些发现为铁皮石斛的优质种质筛选和标准化栽培提供了理论依据。