新疆天山玛纳斯次区域马塞兰与赤霞珠葡萄成熟果实代谢组学差异分析

《Foods》：Analysis of Metabolic Differences Between Marselan and Cabernet Sauvignon Grape Berries from the Manas Wine-Producing Region of Xinjiang Based on Untargeted Metabolomics

　　

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摘要

为了研究在中国新疆天山山脉北麓玛纳斯次区域种植的马塞兰（Marselan）和赤霞珠（Cabernet Sauvignon）葡萄在代谢方面的品种差异，研究人员分析了同一葡萄园中相邻地块上种植的这两种葡萄的成熟果实，每种葡萄进行了三次独立生物学重复实验（n = 3）。采用UHPLC–Q Exactive MS技术进行了非靶向代谢组学分析，以比较这两种葡萄的总体代谢谱。主成分分析（PCA）显示，在正离子和负离子模式下，它们的代谢谱存在明显差异。通过VIP > 1且未经校正的p < 0.05的标准筛选出了236个候选差异代谢物，其中34个经过进一步检验（FDR ≤ 0.05且|log₂FC| ≥ 1）后仍具有统计学意义。在审查了代谢物注释信息及葡萄果实的代谢背景后，选择了13个具有生物学意义的代谢物特征用于层次聚类分析。KEGG分析表明，经过多重检验校正后，黄酮类化合物的生物合成过程仍然显著富集；苯丙氨酸代谢以及黄酮和黄酮醇的生物合成过程也表现出明显的差异代谢模式。总体而言，马塞兰和赤霞珠在成熟果实中表现出与品种相关的独特代谢特征，主要涉及苯丙氨酸及其下游的酚类和黄酮类代谢途径。鉴于样本量有限以及监督模型可能存在的过拟合风险，研究结论主要基于PCA结果、多重检验校正后的单变量统计数据和代谢物注释信息进行推断。