A Cistanche deserticola egy veszélyeztetett növény, amelyet orvosi célokra és élelmiszerekre használnak. Célunk, hogy feltárjuk a nem gyógyhatású részeken lévő virágzatok és a gyógyhatású részek szukkulens szárai közötti anyagcsere különbségeket, hogy erősítsük a C. deserticola nem gyógyászati ​​részeinek alkalmazását és fejlesztését. A C. deserticola három ökotípusának (szikes-lúgos talaj, gyep és homokos talaj) virágzatán és szukkulens szárán LC-ESI-MS/MS segítségével metabolomikai analízist végeztünk. Hat csoportban összesen 391 gyakori metabolitot azonosítottak, amelyek közül az izorhamnetin O-hexozid (virágzat) és a rosinidin O-hexoside (szukkulens szár) kémiai markerként használható a pozsgás szárak és virágzatok megkülönböztetésére. Összehasonlítva a három ökotípus közötti metabolikus különbségeket, azt találtuk, hogy a só-alkáli stresszhez kapcsolódó metabolitok többsége flavonoid volt. Különösen feltérképeztük a fenil-etanol-glikozidok (PhG-k) bioszintetikus útját, és megmutattuk a metabolikus különbségeket a hat csoportban. A C. deserticola farmakodinámiás mechanizmusainak és célpontjainak jobb megértése érdekében 88 kémiai komponenst és 15 lehetséges betegségcélpontot vizsgáltunk meg molekuláris dokkolás segítségével. A C. deserticola hatóanyagai figyelemreméltó dokkoló hatást fejtenek ki az öregedő betegségek, például a csontritkulás, az érrendszeri betegségek és az érelmeszesedés célpontjaira. A virágzat használati értékének feltárása érdekében elemeztük az egyedülálló flavonoid metabolitok molekuláris dokkolását a virágzatban gyulladásos célpontokkal. Az eredmények azt mutatták, hogy a krizoberil és a cinarozid magasabb pontszámot ért el a gyulladásos célpontok tekintetében. Ez a tanulmány tudományos alapot nyújt a C. deserticola nem gyógyhatású részei erőforrás-értékének felfedezéséhez és iparosításához, valamint a C. deserticola fenntartható fejlődésének megvalósításához. Ezenkívül új stratégiát kínál a kínai gyógynövények indikációinak feltárására.

A vonatkozó tanulmányok szerint a cisztán egy közönséges gyógynövény, amelyet "az életet meghosszabbító csodanövényként" ismernek. Fő összetevője a cistanozid, amely különféle hatásokkal rendelkezik, mint például antioxidáns, gyulladáscsökkentő és immunfunkciót serkentő. A cistanche és a bőrfehérítés közötti mechanizmus a cistanche glikozidok antioxidáns hatásában rejlik. Az emberi bőrben a melanin a tirozin tirozináz által katalizált oxidációjával keletkezik, az oxidációs reakcióhoz pedig oxigén részvétele szükséges, így a szervezetben lévő oxigénmentes gyökök a melanintermelést befolyásoló fontos tényezővé válnak. A Cistanche cisztanozidot tartalmaz, amely antioxidáns, és csökkentheti a szabad gyökök képződését a szervezetben, így gátolja a melanintermelést.

Kattintson az Eladó Cistanche elemre

További információért:

david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501

1. Bemutatkozás

A Cistanche deserticola egy ehető és gyógynövény, amelyet gyakran "sivatagi ginzengnek" neveznek. 1 A C. deserticolát először Shen Nong kínai Materia Medica-jában jegyezték fel körülbelül 1800 évvel ezelőtt, és már évek óta széles körben használják hagyományosan jelentős tonikként Kínában és Japánban. A C. deserticolából izolált vegyületek a feniletanoid-glikozidok (PhG-k), iridoidok, lignánok, zsírsavak, alditolok, szénhidrátok és poliszacharidok, amelyek közül a PhG-k a fő hatóanyag.2 A modern farmakológia azt mutatja, hogy a C. a deserticola (például fenil-etanoid glikozidok, poliszacharidok stb.) számos gyógyászati ​​funkciót lát el, különösen a szexuális funkciók javításában, a memória javításában, az immunrendszer szabályozásában, a máj védelmében, a hashajtó aktivitásában, az antioxidáns aktivitásában stb.3–5 gyógyászati ​​érték, a C. deserticola ökológiai értékkel bír a sivatag szabályozásában, mivel képes szaporodni száraz környezetben, valamint sós-lúgos stresszkörülmények között.6 A C. deserticola vadon élő forrásait azonban a közelmúltban veszélyeztetettnek tekintik. években a gyorsan növekvő piaci kereslet és a túlzott kizsákmányolás miatt. Kínában a II. osztályú, védelemre szoruló növények közé sorolták.2 Következésképpen sürgős a C. deserticola erőforrások hatékony fejlesztése és a C. deserticola növekedéséhez a legjobb környezet meghatározása.

A gyógynövények hagyományos gyógyászati ​​részeit széles körben használják, míg a nem gyógyhatású részeket gyakran eldobják. Számos tanulmány kimutatta, hogy egyes nem gyógyhatású részek, mint például a Salvia miltiorrhiza, a Paris polyphylla és a Crocus sativus, hasonló kémiai összetétellel és farmakológiai hatásokkal rendelkeznek, mint a gyógyászati ​​részek. A nem gyógyászati ​​részekkel kapcsolatos kutatások elősegítik az orvosi erőforrások bővítését, különösen a veszélyeztetett gyógynövények védelmében.7,8 Qiao et al. GC-MS technológiát használt a C. deserticola virágzat 40 illékony komponensének azonosítására.9 Peng et al. transzkriptomikát és metabolomikát használtak a citronella különböző részeinek fájdalomcsillapító hatásának átfogó elemzésére.10 Yang et al. flavonoidokat izolált a Salvia miltiorrhiza légi részeiből, és tanulmányozta azok antioxidáns hatását.8 A C. deserticola gyógyászati ​​része egy zamatos szár, amely évente nagyszámú virágzat eldobását okozza, ami hatalmas erőforrás-pazarlást eredményez. .

A metabolitok, mint az enzimek által katalizált különféle biokémiai folyamatok végtermékei, hasznos molekuláris betekintést nyújtanak az élőlények biokémiájába egy adott időpontban.11 Az anyagcsere szorosan összefügg a növényi minőséggel. Az elsődleges metabolitok befolyásolják a növények növekedését és fejlődését, a másodlagos metabolitok pedig segíthetnek a növényeknek ellenállni a környezeti stressznek.12 Ezért a metabolomikai technológiát széles körben használják a növények minőségének értékelésében.13–15 Korábban integráltuk a transzkriptumot és a metabolomot, hogy értékeljük a szukkulens szárak minőségét. a C. deserticola három ökotípusát, és feltárja a minőségi eltérések molekuláris mechanizmusát.16 Azt találtuk, hogy az 20 -acetil-lakteozid kémiai markerként használható három ökotípus megkülönböztetésére. Wenjing Liu et al. az 1H NMR alapján, amely nem az LC-MS-alapú célzott metabolomikai stratégiát célozta meg, mélyreható kémiai csoport-összehasonlítást végzett négy zamatos Cistanche faj között, és azonosította az echinakozidot, acetonidot, betaint, mannitot, 6-dezoxikatalpolt, szacharózt, és a 8- epi-szerves sav kémiai markerként használható négy Cistanche-faj megkülönböztetésére.17 Pingping Zou et al. 1 H NMR-alapú metabolomikát alkalmazott a C. deserticola szár felső és alsó részének azonosítására, és megállapította, hogy a sorozatos elsődleges metabolitok, különösen a szénhidrátok és a trikarbonsavciklus metabolitjai, mint a megkülönböztetést szabályozó elsődleges molekulák.18 HaiLi Qiao et al. szemléltette, hogy a virágokban magasabb észter- és aromásanyag-tartalmat találtak, amely a C. deserticola virágzatának illékony komponenseinek GC-MS analízise révén szignifikánsan megnövekedett a bimbókból származó illékony vegyületekhez képest. 9 A C. deserticola zamatos szára és virágzata közötti minőségi eltérések anyagcsere szempontjából történő kutatása jelenleg még hiányzik.

A meglévő tanulmányok a molekuláris dokkolás hálózati szimulációját alkalmazták a kínai orvoslás célpontjainak és mechanizmusainak feltárására a betegségek kezelésében.19–21 Jianling Liu et al. szisztémás farmakológián alapuló hatékony gyógyszerkombinációkat vizsgálta a Cistanche tubulosa vegyületei között. Előzetesen 61 neurogyulladással kapcsolatos vegyületet és 43 célpontot szűrtek át, amelyek közül a verbaszkozid és a tubulozid B kulcsszerepet játszhat a neuroprotekcióban.22 YingQi Li et al. integrált hálózati farmakológia és zebrahal modell a Cistanche tubulosa kettős hatású összetevőinek vizsgálatára, mind a csontritkulás, mind az Alzheimer-kór kezelésére.23 A C. deserticola kémiai összetevői összetettek, és számos farmakológiai hatást fejtenek ki. A terápiás mechanizmusok azonban még nem tisztázottak. A C. deserticola továbbfejlődése szempontjából nagy jelentőségű a betegség célpontjainak és mechanizmusainak tisztázása.

Ebben a tanulmányban metabolomika segítségével vizsgáltuk a C. deserticola három ökotípusának (szikes-lúgos talaj, gyep és homokos talaj) virágzatának és szukkulens szárának metabolikus különbségeit, és összehasonlítottuk a gyep és homokos talaj ökotípusait a szikesekkel. alkáliföld ökotípus, hogy feltárja a C. deserticola metabolikus változásait, amelyeket a sós lúgok stressze befolyásol. Különösen hat olyan csoport metabolitjait azonosítottuk és elemeztük, amelyek részt vesznek a PhG-k bioszintézisében. Molekuláris dokkolást alkalmaztunk a lehetséges vegyületek és célpontok kiszűrésére, valamint hálózati szimulációs diagramokat, valamint GO és KEGG dúsítási elemzéseket készítettünk. Eredményeink új betekintést nyújtanak a C. deserticola három ökotípusának virágzata és szukkulens szárai közötti metabolikus különbségekbe.

2. Anyagok és módszerek

2.1 Növényi anyagok és mintagyűjtés

Három különböző ökotípusból gyűjtöttük a C. deserticola virágzatát (a minta sorszámának utótagja "1") és pozsgás töveket (a minta sorozatszám utótagja "2") a feltárási szakaszban (2017. áprilistól májusig) három különböző ökotípusból: Ebinur Lake. Xinjiang (A1 és A2: szikes-lúgos föld), Hszincsiang Tula faluja (B1 és B2: legelő) és Alxa Left Banner Belső-Mongólia (C1 és C2: homokos föld) Kína északnyugati részén (1. táblázat és 1a. ábra) . Az utalványmintákat a Kínai Orvostudományi Akadémia Gyógynövényfejlesztési Intézetének herbáriumában helyezték letétbe Pekingben, Kínában. A mintákat a helyszínen gyűjtöttük, és gyorsan folyékony nitrogénben tároltuk. Levegőtisztítás PBS-sel, a szukkulens szárszöveteket apró darabokra vágtuk, és további feldolgozásig azonnal 80 Celsius fokos fagyasztószekrényben tároltuk. A virágzat vastag részéből és a húsos szárakból 18 mintát (élőhelyenként három biológiai ismétlés, mintánként két szövetrész) vettünk anyagcsere-elemzés céljából.

2.2 A metabolitok extrakciója és elválasztása

A fagyasztva szárított mintát keverőmalomban (MM 400, Retsch) cirkónium-gyöngyökkel aprítottuk 1,5 percig 30 Hz-en. 100 mg port lemérünk, és egy éjszakán át 4 °C-on 1,0 ml 70%-os vizes metanollal extraháljuk. A 10 perces 10 000 g-vel végzett centrifugálást követően az LC-MS analízis előtt a kivonatok felszívódtak.

A liofilizált mintakivonat elemzéséhez LC-ESI-MS/MS rendszert (UPLC, Shim-pack UFLC SHIMADZU CBM3{11}}A rendszer) használtunk. Az analitikai körülmények a következők voltak: UPLC oszlop, Waters ACQUITY UPLC HSS T3 C18 (1,8 mm, 2,1 mm × 100 mm); oldószer, víz (0.04 százalékos ecetsav): acetonitril (0.04 százalékos ecetsav); gradiens program, 100 : 0 v/v 0 percnél, 5: 95 v/v 11,0 percnél, 5: 95 v/v 12,0 percnél, 95: 5 v/v 12,1 percnél és 95 : 5 v/v 15,0 percnél; áramlási sebesség, 0,40 ml perc 1; hőmérséklet, 40 fok; és injekció térfogata 2 ml. Az effluenst alternatív módon egy ESI-tripla kvadrupólus-lineáris ioncsapdához (Q TRAP)-MS kapcsoltuk. Ebben a kísérletben egyenletes keveréssel minőség-ellenőrző mintát állítottunk elő; az elemzés során 10 injekciónként minőség-ellenőrző mintákat futtattak az elemzési körülmények stabilitásának ellenőrzésére.24–26.

A lineáris ioncsapda (LIT) és a tripla kvadrupól (QQQ) letapogatások egy hármas kvadrupól-lineáris ioncsapda tömegspektrométerrel (Q TRAP), API 6500 Q TRAP LC/MS/MS rendszerrel készültek, amely egy ESI turbó-ion-spray interfész, pozitív ion üzemmódban működik, és az Analyst 1.6 szoftver (AB Sciex) vezérli. Az ESI forrás működési paraméterei a következők voltak: ionforrás, turbó spray; forráshőmérséklet 500 fok; ionpermet feszültség (IS) 5500 V; az ionforrás gáz I (GSI), gáz II (GSII), függönygáz (CUR) értéket 55, 60 és 25,0 psi-re állítottuk be; az ütközési gáz (CAD) magas volt (12 psi). A műszerhangolást és a tömegkalibrálást 10, illetve 100 mmol L 1 polipropilénglikol oldattal végeztük QQQ, illetve LIT módban. A QQQ szkenneléseket MRM-kísérletek során szereztük be ütközési gázzal (nitrogénnel) 5 psi nyomásra. Az egyes MRM átmenetek deklaszterezési potenciálját (DP) és ütközési energiáját (CE) további optimalizálással végeztük. Az MRM átmenetek egy meghatározott sorozatát figyelték meg minden periódusban az ezen időszak alatt eluált metabolitok alapján.

2.3 A metabolitok azonosítása és mennyiségi meghatározása

Az elsődleges és másodlagos MS adatok kvalitatív elemzését a prekurzor ionok (Q1), fragmensionok (Q3) értékeinek (izolációs ablakok (±15 Da), tartózkodási idő (ms) vagy ciklusidő (1 másodperc) összehasonlításával végeztük. retenciós idő (RT) és fragmentációs minták azokkal, amelyeket a standardok azonos feltételek mellett történő befecskendezésével kaptak, ha a szabványok rendelkezésre álltak, vagy saját maga által összeállított MWDB (NetWare Biological Science and Technology Co., Ltd. Wuhan, Kína) adatbázis segítségével végezték el, és nyilvánosan elérhetők. metabolit adatbázisokat, ha a szabványok nem lennének elérhetők. A K plus, Na plus, NH4 plus és más nagy molekulatömegű anyagok ismétlődő jelei az azonosítás során megszűntek. A metabolitok kvantitatív elemzése az MRM-módon alapult. Az egyes metabolitok jellemző ionjait QQQ tömegspektrométerrel szűrtük, hogy megkapjuk a jelerősséget. A kromatográfiás csúcsok integrálását és korrekcióját a Multi Quant 3.0.2 verziójával végeztük (AB SCIEX, Concord, Ontario, Kanada). A megfelelő relatív metabolit tartalmat kromatográfiás csúcsterület integrálokként ábrázoltuk.

A C. deserticola minták (három biológiai replika) VIP (projekcióban fontos változó) értékeit SIMCA-P szoftverrel (14.1-es verzió, Sartorius Stedim Biotech, Ume˚a, Svédország) számítottuk ki a főkomponens analízis és az ortogonális részleges minimum alapján. négyzetek diszkriminancia analízis. A lényegesen eltérő metabolitok szűréséhez 2 dollár vagy #{5}},5 hajtási változást és 1 dollár VIP értéket állítottunk be. A metabolitadatokat normalizáltuk, klaszter hőtérkép elemzést végeztünk minden mintán, és az R program szkriptjét használtuk a klaszter hőtérképek rajzolásához.

2.4 Molekuláris dokkolás

2.4.1 Kémiai vegyületek gyűjtése.Kutatócsoportunk előzetes kísérleti eredményei és a szakirodalmi keresési eredmények révén összesen 127 izolált vegyületet gyűjtöttünk össze a C. deserticola szukkulens száraiból, és töltöttük le a Chemical Book weboldaláról, vagy a ChemDraw segítségével rajzoltuk meg a 2D molekulaszerkezetet. Ezen kívül 4 elkerülőt (krizoberil, cinarozid, hesperetin és homoeriodictiol) találtunk, amelyeket csak a virágzatban detektáltunk metabolom eredmények alapján. A 2D-s szerkezetet a ChemDraw 3D szoftverrel háromdimenziós szerkezetté alakítottuk át, és elvégeztük az előzetes optimalizálást. Ezt követően az előzetesen optimalizált háromdimenziós szerkezetet az Avogadro Software ellenőrizte, majd további energiaoptimalizálással előállítottuk a későbbi molekuláris dokkoláshoz szükséges végső összetett fájlformátumot.

2.4.2 A célgyűjtemény gyűjtése.A betegség fehérje célpontjait kerestük a szakirodalom és a STITCH adatbázis segítségével. A megfelelő géncélpontokat az Uniport adatbázis segítségével kaptuk meg, és RCSB-vel lekerestük a fehérje haplotípusának PDB azonosítóját és a kis molekulák szerkezetét. A pozitív gyógyszer meghatározásakor a szakirodalmat és a Yaodu weboldalt felhasználva előzetesen azonosítottunk 45 kapcsolódó betegség célpontot, amelyekről számoltak be, köztük 10, a szakirodalomban szereplő C. deserticola zamatos szárához kapcsolódó betegséget. Ez a tíz betegség a következők voltak: érelmeszesedés, csontritkulás, időskori demencia, Alzheimer-kór, Parkinson-kór, krónikus székrekedés, torsades de pointes kamrai tachycardia, érbetegség, szívizom sérülés és végbélrák. Ezenkívül 467 gyulladással kapcsolatos célpontot gyűjtöttünk össze, és 2 fontos célpontot (6KBA és 7AWC) kaptunk szűréssel, amelyeket a virágzat-specifikus flavinoidok molekuláris dokkoló elemzésére használtunk.

2.4.3 Molekuláris dokkoló szimuláció.A C. deserticolában lévő vegyületeknek a jelölt célpontokhoz való kötődési affinitásának értékelésére molekuláris dokkolási szimulációt végeztünk a QuickVina 2.0 szoftveren keresztül, amely egy nyílt forráskódú segédprogram, amelyet az Alhossary kutatócsoport fejlesztett ki. A célpontok és a vegyületek közötti kötődési affinitás ellenőrzésére a QuickVina 2 segítségével dokkolási pontszámot számítottunk.0. A pozitív gyógyszerekét meghaladó dokkolási pontszámok (minden pozitív gyógyszerre vonatkozó adatok az RCSB-ben vagy az irodalomban található megfelelő célpontokból szerezhetők be) erős kötődési affinitást jeleztek a jelölt célpontok és a megfelelő vegyületek között.27–30 PyMOL (Version 2.0 Schr¨odinger, LLC) segítségével ábrázolta a vegyület és a cél dokkolási eredményeit.

2.4.4 Komponens-célút-útvonal hálózatépítés és GO/KEGG függvényelemzésA komponens-célút-útvonal hálózatépítés a Cytoscape hálózati vizualizációs szoftverrel történt. A hálózati interakciókban a csomópontok komponenseket, célokat és útvonalakat, míg az élek egymás interakcióját jelentik. A kapcsolat színének indikátoraként a vegyület és a célgén molekuláris dokkolásának pontozási értékét használtuk. Minél zöldebb a szín, annál magasabb a pontszám. A géncélpontokhoz kapcsolódó protein-protein interakciós (PPI) hálózatot építettünk fel és elemeztünk a STRING.31 segítségével.

A felépített hálózaton belüli biológiai funkciók további megismeréséhez a DAVID adatbázis29 funkcionális annotációs modulját használtuk a Gene Ontology (GO) és a KEGG dúsítási elemzések elvégzésére a célgéneken.

3. Eredmények

3.1. A C. deserticola metabolikus profilja

A három ökotípus C. deserticola virágzatának és szukkulens szárának metabolikus változásainak áttekintése érdekében széles körben célzott metabolomanalízist végeztünk LC-ESI-MS/MS segítségével. Amint az 1b. ábrán látható, a különböző ökotípusokból származó C. deserticola virágzatai és zamatos szárai eltérő elkülönülést mutattak, és a különböző szövetek elkülönülése nagyobb volt, mint a különböző ökotípusoké. A három párhuzamos minta PC-pontszáma pedig hasonló, ami azt jelzi, hogy a C. deserticola metabolitok csekély elkülönülést mutattak a párhuzamos minták között. Ezenkívül a minőség-ellenőrző (mix) minták a PCA pontszámok diagramjának közepén csoportosultak. A sziromdiagram (1c. ábra) és a felborulási diagram (1d. ábra) azt mutatta, hogy a hat csoportban 391 közös metabolit található, és a virágzatban kimutatott metabolitok száma általában magasabb volt, mint a szukkulens szárban. A szikes-lúgos virágzatban (A1) kimutatott metabolitok száma volt a legnagyobb, összesen 515, ebből 18 metabolitot csak az A1-ben mutattak ki. A legkevesebb, szukkulens szárban (B2) kimutatott metabolitok száma, összesen 458, egyedi metabolitjai nélkül.

578 metabolit relatív tartalmát határozták meg, köztük 35 metabolit kategóriát (ESI File S1). A virágzatok és a zamatos szárak legnagyobb mennyiségben előforduló metabolitjai mindkét ökotípusban lipidek, glicerolipidek, aminosavak, nukleotidok és származékaik, fenil-etanol-glikozidok (PhG-k) és flavonoidok voltak (S3a, 3b és c ábra). Normalizálás után az egyes metabolitok arányos tartalmát az UPLC-MS/MS alatti átlagos csúcsválaszterület alapján határoztuk meg, amint azt az 1e. ábra hőtérképpel mutatja, majd hierarchikus klaszteranalízissel végeztük el. Több másodlagos metabolit mutatott magas relatív koncentrációt az A1-ben és C2-ben, mint más csoportokban. A másodlagos metabolitok közül mindhárom ökotípusban a fenil-etanoid-glikozidok (PhG) relatív tartalma a pozsgás tövekben magasabb volt, mint a virágzatokban, míg a virágzatban a flavonoidok relatív tartalma magasabb volt, mint a pozsgás szárban.

Ebben az anyagcsereelemzésben a C. deserticola 12 fő aktív komponensét mutatták ki, köztük a 2'-acetil-lakteozidot, az akteozidot, a cisztanozid A-t, a coniferint, az echinakozidot, a formononetin-7-O-glükozidot, az inozint, az izoakteozidot, az ononint, a pinorezinolt, a fecskendőket. és uridin. A C. deserticola metabolóm által kimutatott fő aktív komponenseire hierarchikus klaszterező hőtérképet (1f. ábra) készítettünk, amely azt mutatja, hogy a fő aktív komponensek relatív tartalma a zamatos szárban magasabb, mint a virágzatban. A különböző szövetekhez képest a virágzatban a 2′-acetil-lakteozid és a tűlevelű, míg a szukkulens tövekben az akteozid, a cisztanozid A, az echinakozid és az izoakteozid a relatíve magas tartalmú hatóanyagok a különböző szövetekhez képest. A különböző ökotípusokhoz képest a szikes-alkáli talajban a 2′-acetil-lakteozid, az akteozid, a tűlevelű, az echinakozid és az izoakteozid hatóanyag-tartalma viszonylag magas volt. A gyepekben a viszonylag magas tartalom az echinakozid volt, a homokos területeken a viszonylag magas tartalom az A cisztanozid volt.

3.2. A C. deserticola virágzata és szukkulens szára közötti metabolikus különbség

Annak érdekében, hogy megértsük a C. deserticola virágzata és szukkulens szára közötti anyagcserét három ökotípusban, megvizsgáltuk a különböző metabolitokat. Az OPLS-DA modellek nagy kiszámíthatósága (Q2) páronkénti összehasonlítást eredményezett a virágzat és a zamatos szár között szikes-lúgos talajban (Q2 = 0.996), gyepben (Q2 = 0.997). , és homokos föld (Q2 = 0.997) (S1a ábra). A Q2 és R2 értékek magasabbak voltak a permutációs tesztben, mint az OPLS-DA modellben (S1b ábra). A potenciális változók azonosítása érdekében beállítjuk a 2-nél nagyobb vagy egyenlő 2-vel vagy kisebb vagy egyenlő 0.5-ös szorzási változást és 1-nél nagyobb vagy egyenlő VIP-értéket küszöbként az egyes párok jelentősen eltérő metabolitjainak szűréséhez. az összehasonlításokról. A három ökotípusú virágzat és zamatos szár 10 legfontosabb metabolitja az S1 táblázatban látható. A szukkulens tövekhez képest a virágzatban a különböző metabolitok relatíve magas mennyisége a flavonoidok, így a flavonol, a flavon és a flavon C-glikozidok voltak.

A szikes-lúgos talajban a virágzatokhoz képest a zamatos szárak 43 felfelé szabályozott differenciált metabolitot és 71 lefelé szabályozott differenciált metabolitot tartalmaztak (2a. ábra). A hőtérkép (2b. ábra) azt mutatta, hogy a virágzatok relatív tartalma magasabb, mint a zamatos töveké. A zamatos szárakat a virágzatokkal összehasonlítva a fő fokozottan szabályozott metabolitok a cianidin 3-O-rutinozid (keracianin), ikariin (kaempferol 3,7-O-diglükozid 8-prenil-származék), homovanillinsav voltak. klorogénsav-metil-észter és rozinidin-O-hexozid. A fő lefelé szabályozott metabolitok közé tartozott az N', N'-di-p-kumaroil-spermidin, a 8-C-hexozil-luteolin O-hexozid, a kávésav, az izorhamnetin O-hexozid és az izorhamnetin 5- O-hexozid (2c. ábra). A KEGG anyagcsereút-dúsítási analízise (2d. ábra) a virágzatból és a zamatos szárból azonosított metabolitokat a flavonoid bioszintézis, a flavon és a flavonol bioszintézis, az izoflavonoid bioszintézis, a fenilpropanoid bioszintézis és az éter-lipid metabolizmus kategóriába sorolta.

A gyepben a virágzatokhoz képest a zamatos szárak 35 felfelé szabályozott differenciált metabolitot és 54 lefelé szabályozott differenciált metabolitot tartalmaztak (2a. ábra). A hőtérkép (2b. ábra) azt mutatta, hogy a virágzatok relatív tartalma magasabb, mint a zamatos töveké. A zamatos szárakat a virágzatokkal összehasonlítva a fő fokozottan szabályozott metabolitok az l-(plusz)-arginin, az adipinsav, az N-metil-nikotinamid, a 4-hidroxibenzoesav és a dihidromiricetin voltak. A fő csökkentett differenciál metabolitok közé tartozott a rozinidin O-hexozid, a kávésav, az izorhamnetin O-hexozid, az 5-O-hexozid értékesítése és az izorhamnetin 5-O-hexozid (2c. ábra). A KEGG anyagcsereút-dúsítási analízise (2d. ábra) a virágzatból és a szukkulens szárból azonosított metabolitokat a flavonoid bioszintézis, a flavon és a flavonol bioszintézis, a diterpenoid bioszintézis, az izoflavonoid bioszintézis és a cirkadián entrainsták csoportjába sorolta.

A homokos talajon a virágzatokhoz képest a zamatos szárak 40 felfelé szabályozott differenciált metabolitot és 87 lefelé szabályozott differenciált metabolitot tartalmaztak (2a. ábra). A hőtérkép (2b. ábra) azt mutatta, hogy a virágzatok relatív tartalma magasabb, mint a zamatos töveké. A zamatos szárakat a virágzatokkal összehasonlítva a fő fokozottan szabályozott metabolitok az O-feruloil-4-hidroxi-kumarin, a fecskendő, a rozinidin-O-hexozid, a 3-(4-hidroxi-fenil)-propionsav és a homovanillinsav voltak. A fő csökkentett metabolitok közé tartozott a krizoeriol O-ramnozil-O-glükuronsav, a C-hexozil-apigenin O-kaffeoilhexozid, az O-malonil-hexozid, az izorhamnetin O-hexozid és a 8-C-hexozil-luteolin hexozid (2c. ábra). A KEGG anyagcsereút-dúsítási analízise (2d. ábra) a virágzatból és a szukkulens szárból azonosított metabolitokat a flavon és flavonol bioszintézis, flavonoid bioszintézis, izoflavonoid bioszintézis, diterpenoid bioszintézis és aromás vegyületek lebomlására osztályozta.

3.3 A sóoldat-lúg stresszhez kapcsolódó metabolikus különbségek a C. deserticola három ökotípusában

A C. deserticola szikes-lúgos földje három ökotípusának egyedi anyagcsere-jellemzőinek megértése érdekében a különböző metabolitokat szűrtük a szikes-lúgos területeken a füves területeken és a homokos területeken a szikes-lúgos területeken. Az OPLS-DA modellek nagy kiszámíthatósága (Q2) páronkénti összehasonlítást eredményezett a szikes-lúgos föld és a virágzatú gyep (Q2 = 0.997) és a szukkulens szár (Q{8}}.991) között. . Mindeközben az OPLS-DA modellek magas kiszámíthatósága (Q2) a homokos talaj és a szikes-lúgos virágzat (Q2 = 0.988) és a zamatos szár (Q2 = 0.995) között. A Q2 és R2 értékek magasabbak voltak a permutációs tesztben, mint az OPLS-DA modellben (S2 ábra†). A potenciális változók azonosítása érdekében beállítjuk a 2-nél nagyobb vagy egyenlő szorzási változást, vagy kisebb vagy egyenlő 0,5-et, és a VIP értéket 1-nél nagyobb vagy egyenlő értékkel állítjuk be küszöbként az egyes párok jelentősen eltérő metabolitjainak szűréséhez. az összehasonlításokról. A 2. táblázat bemutatja a virágzatok és zamatos szárak különböző metabolitjait, amelyek a szikes-lúgos stresszhez kapcsolódnak (szikes-lúgos talaj vs. gyep és homokos talaj vs. szikes-lúgos talaj), metabolitkategóriák szerint rendezve, és bemutatta, hogy a legtöbb metabolit osztály a flavonoid volt. . Közülük az antocianinok, flavonoidok, flavonol, flavanon, katechin és származékaik, valamint az izoflavon relatív tartalma a szikes-lúgos talajban a legmagasabb. Továbbá a hőtérkép (3d. ábra) azt mutatta, hogy azok a csoportok, amelyekben magasabb a flavonoidok differenciális metabolitjainak relatív tartalma, az A1 és C1. Az antocianin relatív tartalma az A2 csoportban, a flavonoidok és flavonolok relatív tartalma az A1 csoportban volt a legmagasabb.

A vulkántérképek (3a. ábra) azt mutatták, hogy a szikes-lúgos talajokban magasabb a szabályozott differenciális anyagcsere száma, mint a füves és homokos talajoké, akár virágzatban, akár zamatos szárban. Az egyes összehasonlítások 20 legkülönbözőbb metabolitja a 3b. ábrán látható. A szikes-lúgos talaj és a gyep esetében a virágzat differenciális metabolitjainak KEGG-útvonalai főként flavonoid bioszintézisben, flavonol és flavonol bioszintézisben, diterpenoid bioszintézisben, izoflavonoid bioszintézisben és phenylpropanoid bioszintézisben gazdagodtak. Emellett a szukkulens szár különböző metabolitjainak KEGG útvonalai főként a dopaminerg szinapszisban, a purin metabolizmusban, a flavonoid bioszintézisben, a pirimidin metabolizmusban és a cirkadián elszívásban gazdagodtak. A szikes-lúgos talajon a gyephez képest a virágzat differenciális metabolitjainak KEGG-útvonalai főként izoflavonoid bioszintézisben, másodlagos metabolitok bioszintézisében, flavon- és flavonol bioszintézisben, természetes termékekből származó daganatellenes szerekben és asztmában gazdagodtak. Ezenkívül a szukkulens szár különböző metabolitjainak KEGG-útvonalai főként az aminoacil-tRNS bioszintézisében, a fehérje emésztésében és felszívódásában, a rák központi szén-anyagcseréjében, az aminosavak bioszintézisében és a fenilpropanoidok bioszintézisében gazdagodtak (3c. ábra).

További információ: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501