《Food Control》：Region-Associated Molecular Signatures and Candidate Discriminant Features for Geographical Authentication of Yak Milk: An Integrated Lipidomic and Metabolomic Study
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•对来自三大产区的牦牛奶代谢组和脂质组进行全面表征。•脂质组学与代谢组学整合分析揭示了牦牛奶的区域特异性特征。•环境因素解释了代谢组54.5%的变异，而营养相关变异的解释比例为24.7%。•两种真菌代谢物实现了对牦牛奶产地的100%准确鉴定。引言牦牛奶是中国青藏高原主要产区（
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对来自三大产区的牦牛奶代谢组和脂质组进行全面表征。
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脂质组学与代谢组学整合分析揭示了牦牛奶的区域特异性特征。
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环境因素解释了代谢组54.5%的变异，而营养相关变异的解释比例为24.7%。
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两种真菌代谢物实现了对牦牛奶产地的100%准确鉴定。
引言
牦牛奶是中国青藏高原主要产区（青海、四川、甘肃、西藏和新疆）的高海拔特产（Zhao et al., 2024），其蛋白质、脂肪、乳糖含量以及生物活性成分谱均高于荷斯坦奶牛乳（A. Li et al., 2023; Yu et al., 2023）。我们此前的脂质组学分析进一步表明，牦牛奶不仅脂质多样性超过母乳，而且在神经发育和代谢特征上与人类初乳具有相似之处（M. Ni et al., 2025）。大量的体外和体内研究支持其多方面的生物活性，包括抗氧化、抗癌、抗菌、降血压、抗疲劳和润肠通便等（Wang et al., 2023）。鉴于这些特性，牦牛奶作为功能性乳制品和婴儿配方奶粉的优质原料，日益受到关注。
青藏高原跨越了巨大的海拔和气候梯度，牦牛奶的营养组成在高原不同区域间存在显著差异。在一项涵盖3215米、4340米和5410米海拔的研究中（Yang et al., 2021），发现牦牛奶中维生素A和维生素E含量随海拔升高而显著增加，而维生素B1和维生素B2则呈现相反趋势。Cui等人采用不同的海拔梯度（3016米、3824米和4750米），发现脂肪、维生素A、总不饱和脂肪酸（FA）、共轭亚油酸以及铁（Fe）、锌（Zn）和钠（Na）浓度随海拔升高而增加，同时伴随维生素C和粗蛋白含量的下降（Cui et al., 2016）。Wang等人进一步证实，有益的天然不饱和脂肪酸（包括油酸C18:1和亚油酸C18:2n6c）在草场—牦牛奶—牦牛酥油体系中随海拔升高而含量增加（Wang et al., 2024）。除海拔梯度外，区域内部差异也有记录。例如，在甘南地区，三个牦牛亚种群（美仁、夏河和玛曲）表现出不同的营养和挥发性风味特征（Yang et al., 2023）。青海、甘肃和四川不同品种间的蛋白质组差异也进一步反映了地理来源（Gao et al., 2023）。海拔、饲草和品种共同驱动牦牛奶组成的区域特异性差异，然而将环境梯度与营养表型联系起来的分子机制仍然不明。尽管区域特异性差异在地理原产地验证中具有明显潜力，但这一知识空白阻碍了稳健鉴定工具的开发。
组学技术的最新进展为揭示食品系统的分子复杂性开辟了新途径。脂质组学利用超高效液相色谱-质谱联用（UHPLC-MS）等先进分析工具，能够对对细胞功能至关重要的海量脂质分子进行全面鉴定和定量（Han & Gross, 2022）。由于脂质是细胞代谢产物，其谱型由生物活性和环境因素决定，因此脂质组学被纳入更广泛的代谢组学范畴（Domenick et al., 2021）。脂质组学与代谢组学的联合应用能够捕捉整体分子图谱，通过追踪代谢物变化来揭示反映生物体生理状态的表型（Astarita et al., 2023）。一项针对牦牛初乳和成熟乳的伪靶向脂质组学研究鉴定了851种脂质，并表明鞘磷脂代谢在泌乳过程中发生显著变化（Li et al., 2024）。另一项牦牛奶与婴儿配方奶粉之间的脂质组学比较强调了牦牛奶中与甘油磷脂代谢相关的特定甘油三酯水平显著更高（Wang et al., 2025）。然而，这些研究侧重于种间比较或泌乳阶段，青藏高原不同区域牦牛群体间的区域特异性差异在很大程度上仍未被探索。因此，环境因素驱动此类区域差异的机制尚不清楚，进而阻碍了牦牛奶地理原产地可靠分析工具的开发。
为填补这些空白，本研究整合了营养分析、非靶向代谢组学和脂质组学，对青藏高原三个主要产区（青海、甘肃和四川）的牦牛奶进行全面表征。通过将多组学数据与环境变量相结合，运用冗余分析（RDA）和偏最小二乘路径模型（PLS-PM），我们评估了分子性状对环境因素的敏感性，并检验其对营养品质的中介作用。采用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）回归结合线性判别分析（LDA）来筛选精简的候选判别特征组合。研究结果为地理原产地鉴定、功能性乳制品创新以及基于多组学的生态监测提供了分子基础。
章节摘要
样品采集
牦牛奶样品于产后约5个月时从三个中国主要牦牛养殖区的60头健康纯种牦牛手中动采集：四川省康定市鱼子西村（2023年10月；n=20）；甘肃省玛曲县欧拉镇曲禾儿村（2024年9月；n=20）；青海省海南藏族自治州同德县河北乡金科村（2024年9月；n=20）。根据当地农业畜牧记录，
采样区域的环境特征
三个采样点表现出不同的环境梯度（表1）。四川的海拔最高（3706米）、年均温度最高（4.6°C）、年降水量最大（830毫米）以及土壤黏粒含量最高（19 g/kg）。青海的特点是年均温度最低（?0.1°C）、年降水量最小（541毫米）、土壤有机碳含量最低（6 dg/kg）和土壤黏粒含量最低（16 g/kg），海拔居中（3607米）。
结论
本研究将营养分析与非靶向脂质组学和代谢组学相结合，调查了青藏高原三个区域（四川、甘肃、青海）牦牛奶的区域特异性分子特征。在所有区域中均鉴定出支持营养合成和能量动员的保守代谢网络，同时还发现各区域具有不同的特异性特征。探索性RDA和PLS-PM分析表明，与区域相关的环境因素
CRediT作者贡献声明
王晶：软件、形式分析、数据整理。张媛媛：可视化、调查研究。刘瑶：验证、方法论。杨志瑞：验证、方法论。李小梦：调查研究。张立石：项目管理。陈金瑶：论文写作—审阅与编辑、监督、概念构思。倪梦梅：论文写作—初稿撰写、可视化、方法论、数据整理
未被引用的参考文献
Li et al., 2023; Ni et al., 2025.
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知可能影响本文所报告工作的财务利益或个人关系。
数据可用性
支持本研究结论的非靶向代谢组学和脂质组学原始数据集已存入MassIVE数据库，登录号为MSV000102982。
资金资助
本工作由四川省博士后研究项目专项资助[项目编号TB2024083]。
利益冲突声明
? 作者声明，他们没有已知可能影响本文所报告工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢四川巨乐食品有限公司的曲松博士以及当地牧民在样品采集过程中提供的 invaluable 帮助。
倪梦梅|王晶|张媛媛|刘瑶|杨志瑞|李小梦|张立石|陈金瑶
