基于食物组学的笋瓜叶风味成分解析与叶面配方调控2-AP生物合成机制研究

《BMC Plant Biology》：Responses of amino acid and aroma metabolism of fragrant pumpkin leaves to foliar feeding: insights from metabolomic and transcriptomic technologies

　　# 摘要## 背景南瓜叶是一种新兴且受欢迎的蔬菜，具有极高的营养价值。然而，氨基酸和芳香化合物作为关键的呈味成分，在不同品种或不同条件下差异显著，使得风味调控十分困难。尽管已有大量研究关注南瓜叶的理化特性，但鲜有研究对其中的风味成分进行系统全面的解析，而支撑其特征风味形成的生物合成途径仍有待探索。本研究采用食物组学方法，对芳香南瓜叶的风味成分进行检测，评价复合叶面配方对蔬菜品质的影响，并揭示关键物质形成的内在机制。## 结果在笋瓜（*Cucurbita moschata*）叶片中共鉴定出1003种代谢物，其中40种为挥发性化合物。含量排名前六的类别——酚酸类（150种）、氨基酸及其衍生物（93种）、有机酸类（83种）、游离脂肪酸类（77种）、糖类及醇类（77种）和黄酮醇类（70种），占总代谢物数量的54%以上。其中许多成分（如酚酸类和黄酮醇类）是公认的具有健康促进作用的生物活性成分，表明南瓜叶作为健康功能型蔬菜具有潜在价值。经叶面喷施处理后，共有28种氨基酸及其衍生物受到显著调控，其中23种成分明显积累。值得注意的是，作为蛋白质基本构成单元且是鲜味主要贡献者的谷氨酸含量上升了50%，成为含量最高的代谢物。此外，芋香型香气的关键贡献物2-乙酰基-1-吡咯啉（2-AP）增加了189%，而具有新鲜割草气味的(Z)-3-己烯-1-醇减少了65.5%，显著改善了南瓜叶作为蔬菜的香气特征。进一步的转录组与代谢组联合分析揭示了一条涉及关键前体腐胺和编码精氨酸脱羧酶的基因*CmoADC*的2-AP替代生物合成途径。腐胺和*CmoADC*均显著上调（分别为2.48倍和8.33倍）。此外，大量激素响应型转录因子出现差异调控。植物激素分析发现，66种已鉴定成分中有42种受到影响，其中包括18种与细胞分裂素相关和11种与生长素相关的化合物。这些植物激素和转录因子的变化可能在代谢物调控和香气形成中发挥重要作用。## 结论本研究为深入了解南瓜叶丰富的生物活性成分谱和营养特征提供了重要见解。该复合叶面配方通过腐胺参与的2-AP生物合成途径改善了氨基酸营养和鲜味，并增强了芋香型香气，为通过农艺管理改善蔬菜品质提供了代谢层面的策略指导。