《Analytical Biochemistry》：Salt Stress Alters Metabolites and Antioxidant Properties in
Apocynum venetum L.
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研究在盐胁迫下Apocynum venetum L.中具有抗氧化活性的复合化合物。
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结合HS-GC-MS指纹图谱技术和多元统计方法进行多指标分析。
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确定100 mM NaCl为增强活性成分和抗氧化能力的最佳胁迫浓度。
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为盐
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研究在盐胁迫下Apocynum venetum L.中具有抗氧化活性的复合化合物。
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结合HS-GC-MS指纹图谱技术和多元统计方法进行多指标分析。
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确定100 mM NaCl为增强活性成分和抗氧化能力的最佳胁迫浓度。
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为盐碱地栽培和代谢物调控提供了理论支持。
引言
Apocynum venetum L.（AVL）是一种来自夹竹桃科的盐生多年生草本植物，常见于中国北部、中亚和东欧的盐碱地区（Chen等人，2023年）。它具有很强的耐盐性，在恶劣的盐环境中能够茁壮生长，因此在盐碱地的土壤改良和生态恢复中具有很高的价值（Chen等人，2024b年）。AVL的叶子富含挥发性成分（VOCs）、黄酮类化合物和多酚类等次生代谢物。这些生物活性化合物赋予了叶子显著的药理作用，包括降低血压、调节血脂和抗氧化活性，并具有重要的经济价值（Xie等人，2012年；Chen等人，2024年；Zhou等人，2024年）。因此，这些叶子在相关药典中被正式认定为该植物的药用部分。在这些次生代谢物中，VOCs是低分子量的挥发性有机化合物，在植物防御和信号传导中发挥作用，并具有在食品、化妆品和制药行业的潜在用途。此外，黄酮类和多酚类作为植物中的关键抗氧化剂，能够中和自由基并最小化氧化损伤；它们的含量与植物的抗氧化能力密切相关（Chen等人，2019年）。简而言之，Chen等人（2019年）开发了一种UFLC-Triple TOF-MS/MS非靶向代谢组学工作流程，用于表征AVL在NaCl胁迫下的非挥发性代谢物。该研究表明，在低盐条件下，黄酮类生物合成途径受到干扰，过氧化物酶活性显著升高。相比之下，目前的研究重点关注黄酮类和多酚类化合物与挥发性代谢物的关联分析。
土壤盐碱化是一个全球性的环境问题，严重限制了农业生产力和生态发展。盐胁迫影响植物的生长和发育以及次生代谢物的合成和代谢（van Zelm等人，2020年；Yang和Guo，2018年）。先前的研究已经表明，盐胁迫可以影响薄荷（Mentha × piperita）（Zhao等人，2026年）、Schizonepeta tenuifolia Briq.（Zhou等人，2018年）和Mentha suaveolens subsp timija（Brig.）（Kasrati等人，2014年）等草本植物的次生化合物积累，其影响因盐浓度和植物种类而异（Chen等人，2019年）。例如，在25 mM NaCl浓度下，Schizonepeta tenuifolia Briq.的干生物量有所下降。在低（25 mM）或中等（50 mM）盐浓度下，抗氧化成分（包括多酚类和黄酮类）含量增加，但在严重胁迫（75和100 mM）下则下降（Zhou等人，2018年）。然而，关于盐胁迫如何影响AVL中的VOCs、多酚类代谢物和抗氧化特性的研究有限，盐胁迫强度调节这些功能特性的机制仍不清楚。
headspace采样结合气相色谱-质谱（HS-GC-MS）是一种灵敏高效的技术，可以检测植物中的VOCs，无需复杂的样品制备即可实现精确鉴定和定量。使用HS-GC-MS进行的指纹图谱分析可以有效分析整体VOC组成并突出样品间的差异，如Eryngium biebersteinianum的研究所示（Zhu等人，2022年）。多元统计方法，如主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA），在植物代谢组学中被广泛用于识别差异性代谢物并明确样品特征（Xue等人，2023年；Feng等人，2020年）。
在这项研究中，使用HS-GC-MS检测了不同盐胁迫浓度下AVL中的VOCs，并进行了指纹图谱分析。比较了指纹图谱的相似性。通过多元统计方法比较了不同组间VOCs的差异。使用UV-Vis测定总黄酮类和总多酚类的含量。通过DPPH自由基清除试验和T-AOC试验评估了抗氧化活性。本研究的目的是阐明盐胁迫浓度对AVL中代谢物积累和抗氧化特性的影响，为AVL在盐碱地的合理栽培提供理论基础，并为AVL资源的开发和利用奠定基础（图1）。
章节片段
植物材料和生长条件
2024年12月10日，从南京中医药大学的药用植物园挖掘了AVL的根系，并由南京中医药大学中药鉴定教学与研究部的刘寻红教授进行了鉴定。选择了厚度均匀、芽的数量相同且芽的饱满度相似的根系，然后种植在花盆中（高度50厘米，上径34厘米，下径26厘米）。
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