《Current Research in Food Science》：Peptide-associated taste differences and underlying molecular regulation in a red variant of
Litopenaeus vannamei
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风味特征强烈影响消费者对水产品的接受度和偏好，但虾类品系间风味差异的分子基础仍不清楚。本研究结合了电子舌分析（electronic tongue analysis）、非靶向代谢组学（untargeted metabolomics）和转录组分析（transcri
风味特征强烈影响消费者对水产品的接受度和偏好，但虾类品系间风味差异的分子基础仍不清楚。本研究结合了电子舌分析（electronic tongue analysis）、非靶向代谢组学（untargeted metabolomics）和转录组分析（transcriptomic analysis），以表征凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）红色变种的风味特征。结果表明，与野生型品系相比，红色变种的咸味和浓郁度增强。代谢组学分析鉴定出10种潜在风味肽，其中三种（IKRDF、FAEKI和PLEGK）被证实具有咸味。分子对接进一步提示这些风味肽可能与咸味受体TRPV1和鲜味受体T1R1存在相互作用。整合组学分析突出了甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢（glycine, serine and threonine metabolism）作为关键贡献者，伴随着二甲基甘氨酸（DMG）的积累，反映了一碳代谢（one-carbon metabolism）和氧化还原相关（redox-related）代谢过程的改变。这些发现为凡纳滨对虾红色变种中肽介导的味觉形成和代谢重塑提供了新见解。
**研究背景与问题**
风味是影响消费者对水产品接受度和购买行为的关键感官属性，然而虾类品系间风味变异的分子基础尚不明确。尽管已有研究表明，选择性育种导致的体色差异常伴随营养和代谢变化，但体色不同的虾品系是否在风味品质上存在显著差别，仍缺乏系统研究。为填补这一空白，研究人员以凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）的红色变种（red variant, RV）和野生型（wild-type, WT）为模型，旨在探究体色与风味之间的关联，并揭示其分子调控机制。该论文发表在《Current Research in Food Science》。
**主要技术方法**
研究人员利用电子舌系统（TS-5000Z）评估肌肉味觉属性；采用非靶向代谢组学（LC-MS/MS）鉴定差异代谢物；通过转录组学（RNA-seq）分析差异表达基因；运用Tastepeptides-Meta平台预测肽的味觉属性；借助AutoDock Vina进行分子对接，并用GROMACS进行分子动力学模拟。样本来源于中国海南省文昌市的养殖群体，每组包含8个生物学重复（代谢组学）和3个生物学重复（转录组学）。
**研究结果**
**3.1 太平洋白虾的一种新型红色变种**
通过长期选育，研究人员获得了体色呈红色的变异品系。与野生型相比，红色变种的表皮、肝胰腺、肠道、胃、神经索和眼柄等组织呈现红色，而肌肉和血淋巴颜色无显著差异。
**3.2 虾变种的味觉评价**
电子舌分析显示，主成分分析（PCA）将两组虾的味觉特征明确区分，第一主成分解释了80.6%的变异。雷达图表明，咸味、鲜味和浓郁度是主要味觉属性。与野生型相比，红色变种的咸味和浓郁度显著升高，其中咸味约为野生型的1.8倍；苦味、涩味及其后味也显著增强。
**3.3 全面代谢组学分析与差异分析**
共鉴定出2948种代谢物。正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）显示两组间代谢谱分离。差异分析获得744种显著差异代谢物（VIP > 1, P < 0.05），其中283种上调、461种下调。化学分类显示小肽占比最高（15.99%），其次为有机酸及其衍生物（11.29%）。KEGG富集分析表明，差异代谢物显著富集于80条通路，包括甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等。
**3.4 风味肽的鉴定**
从22种上调小肽中，通过味觉预测平台筛选出10种潜在鲜味肽。分子对接评估了这些候选肽与7种味觉受体的结合能力，包括鲜味受体（T1R1、T1R3、GRM1、GRM4）和咸味受体（ENaC、TRPV1、TMC4）。结果显示，多种含天冬氨酸（D）的小肽与咸味受体结合力强。三种五肽IKRDF、FAEKI和PLEGK被合成并通过电子舌验证，均表现出显著的咸味，其中IKRDF的咸味得分最高（9.36）。分子对接分析揭示了IKRDF与T1R1和TRPV1的相互作用模式，100 ns分子动力学模拟证实了复合物的稳定性，结合自由能分别为-39.13 kcal/mol和-35.92 kcal/mol。
**3.5 转录组数据概览与差异表达基因（DEGs）鉴定**
共获得6个cDNA文库，平均每个样本6940万条clean reads，平均比对率为86.54%。PCA显示两组转录组分离。共鉴定出1396个DEGs，其中1039个上调、357个下调。
**3.6 DEGs的功能富集分析**
GO富集分析表明，DEGs显著富集于与肌肉结构、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、糖酵解以及味觉受体结合等条目。KEGG通路富集分析显示，DEGs显著富集于甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、糖酵解/糖异生、脂肪酸延长等通路。qRT-PCR验证了18个DEGs的表达趋势，与RNA-seq结果一致。
**3.7 转录组与代谢组的整合分析**
整合分析表明，甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢是连接转录变化与代谢变异的共同通路。在该通路中，胆碱氧化分支的BHMT和DMGDH基因下调，导致二甲基甘氨酸（DMG）积累，而甜菜碱水平下降，揭示了一碳代谢和氧化还原相关代谢的重塑。
**讨论总结与结论翻译**
**讨论总结**：电子舌分析揭示了红色变种具有更复杂的风味谱，苦味增加可能增强风味复杂度。小肽是差异代谢物中最大类别，三种新鉴定的五肽（IKRDF、FAEKI、PLEGK）经实验验证为咸味活性肽，通过分子对接发现它们与鲜味受体T1R1和咸味受体TRPV1的关键残基相互作用，分子动力学模拟证实了复合物的稳定性。这些肽的结构特征（含酸性残基、碱性残基和疏水/芳香残基）与已知味觉肽的构效关系一致。转录组分析显示红色变种中肌肉营养代谢和风味调控相关通路发生广泛转录重编程，包括糖酵解、脂肪酸合成和氨基酸代谢的上调。整合分析将甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢确定为关键通路，其中DMG的积累反映了甲基供体代谢和氧化还原状态的改变，可能间接影响风味相关氨基酸和肽的合成与周转。
**结论翻译**：总之，本研究建立了凡纳滨对虾品系中体色与风味变异之间的联系，提示为颜色进行的选择性育种可能与特定的风味特征相关。研究者鉴定出新型风味活性肽，包括IKRDF、FAEKI和PLEGK，并预测它们与咸味和鲜味味觉受体相互作用，可能有助于增强咸味感知。整合组学分析进一步强调了氨基酸代谢，特别是甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸通路，是红色变种代谢重塑的关键贡献者。通过阐明味觉感知、风味相关代谢物及其潜在机制的差异，本研究为虾类风味的分子基础提供了新见解，并支持品质导向的育种策略。
