通过1H NMR代谢组学技术揭示了皮昆辣椒在果实成熟过程中对彩色遮光网的不同阶段代谢响应

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Stage-specific metabolic responses of piquin peppers to colored shading nets across fruit maturation revealed by 1H NMR metabolomics

　　

摘要

在墨西哥，皮金辣椒（Capsicum annuum L. var. glabriusculum）因其独特的风味、辛辣度以及具有生物活性的植物化学物质而备受重视。在栽培过程中，这类辣椒通常在遮荫结构下生长；然而，遮荫网对果实代谢的生化影响至今仍不明确。本研究探讨了不同颜色的遮荫网如何影响皮金辣椒果实成熟过程中的代谢组成。研究采用非靶向的¹H NMR代谢组学分析方法，来检测与果实成熟及遮荫环境相关的代谢变化。该方法能够同时检测初级代谢物和次级代谢物，从而揭示不同光照过滤条件下的细微生化反应。果实成熟程度是决定代谢谱的主要因素：未成熟的果实中含有较高水平的氨基酸和核苷，而成熟果实则含有更多浓度的有机酸、糖类、脯氨酸以及辣椒素类化合物。遮荫网处理带来了适度但可检测的代谢变化：在未成熟果实中，黑色和灰色遮荫网下天冬氨酸浓度下降，而黑色遮荫网下2,3-丁二醇浓度上升。在成熟果实中，蓝色和灰色遮荫网下的辣椒素浓度高于其他处理组。这些果实还表现出丙氨酸、乙酸、谷氨酰胺含量上升，以及与组氨酸/甲酸盐代谢相关的信号增强。总体而言，遮荫网并未显著改变整体的代谢结构，但在与氮代谢和次级化合物积累相关的途径上引发了有针对性的调整。在皮金辣椒中，发育阶段是决定代谢组成的主要因素；相比之下，遮荫网的颜色则对某些特定代谢物，如辣椒素类化合物和与氮相关的化合物，产生了次要但重要的影响。这些研究结果表明，遮荫策略可以微调辣椒的生化特征，而不干扰其成熟过程中的整体代谢进程，为优化保护性栽培系统及提升果实品质提供了参考。

图表摘要

在墨西哥，皮金辣椒（Capsicum annuum L. var. glabriusculum）因其独特的风味、辛辣度以及具有生物活性的植物化学物质而备受重视。在栽培过程中，这类辣椒通常在遮荫结构下生长；然而，遮荫网对果实代谢的生化影响至今仍不明确。本研究探讨了不同颜色的遮荫网如何影响皮金辣椒果实成熟过程中的代谢组成。研究采用非靶向的¹H NMR代谢组学分析方法，来检测与果实成熟及遮荫环境相关的代谢变化。该方法能够同时检测初级代谢物和次级代谢物，从而揭示不同光照过滤条件下的细微生化反应。果实成熟程度是决定代谢谱的主要因素：未成熟的果实中含有较高水平的氨基酸和核苷，而成熟果实则含有更多浓度的有机酸、糖类、脯氨酸以及辣椒素类化合物。遮荫网处理带来了适度但可检测的代谢变化：在未成熟果实中，黑色和灰色遮荫网下天冬氨酸浓度下降，而黑色遮荫网下2,3-丁二醇浓度上升。在成熟果实中，蓝色和灰色遮荫网下的辣椒素浓度高于其他处理组。这些果实还表现出丙氨酸、乙酸、谷氨酰胺含量上升，以及与组氨酸/甲酸盐代谢相关的信号增强。总体而言，遮荫网并未显著改变整体的代谢结构，但在与氮代谢和次级化合物积累相关的途径上引发了有针对性的调整。在皮金辣椒中，发育阶段是决定代谢组成的主要因素；相比之下，遮荫网的颜色则对某些特定代谢物，如辣椒素类化合物和与氮相关的化合物，产生了次要但重要的影响。这些研究结果表明，遮荫策略可以微调辣椒的生化特征，而不干扰其成熟过程中的整体代谢进程，为优化保护性栽培系统及提升果实品质提供了参考。

图表摘要