科研产出
基于代谢组和蛋白组联合分析栽培基质对银耳氨基酸合成的影响
《菌物研究 》 2025
摘要：为了探究栽培基质对银耳Tremella fuciformis子实体中氨基酸合成的影响，采用代谢组学和蛋白质组学比较分析以代料（70%棉籽壳和30%麸皮组成）和青冈木为栽培基质栽培的银耳子实体的氨基酸含量，并结合关联分析探究栽培基质影响银耳氨基酸合成的机制。结果表明，代料栽培银耳TF1子实体的蛋白质和氨基酸含量以及生长速度显著高于青冈木栽培银耳TY3。通过液质联谱分析，筛选出显著差异代谢物488种，其中氨基酸、肽类及其类似物占比最高，利用蛋白质组学方法筛选出668个差异表达蛋白质。对代谢组与蛋白质组数据进行关联分析，发现银耳色氨酸、酪氨酸、赖氨酸等氨基酸合成通路和戊糖磷酸途径的调控网络，进一步验证得出代料栽培银耳通过增加NADPH促进氨基酸合成，导致其氨基酸含量显著高于青冈木基质生长银耳。研究有助于探究栽培基质调控银耳氨基酸合成的机制，为发展银耳产业优质高效栽培模式提供理论依据。
关键词： 银耳 代谢组学 蛋白质组学 氨基酸合成 NADPH路径
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转录组与代谢组整合分析白甲鱼饥饿胁迫下的生理代谢调控策略
《动物营养学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：本试验旨在深入探究白甲鱼幼鱼在饥饿胁迫下的反应机制,并揭示其在基因及代谢物水平的动态变化规律.选取平均体重为(36.52±2.31)g的12月龄的白甲鱼幼鱼,分为对照组和饥饿组,进行为期14 d的饥饿胁迫试验.试验期间对照组正常喂养,而饥饿组连续14 d禁食.饥饿胁迫试验结束后,采用高通量测序技术和超高效液相色谱技术,对2组白甲鱼幼鱼的肝脏进行转录组学和代谢组学的联合分析.结果显示:通过转录组学和代谢组学联合分析,发现多个关键代谢通路与差异表达基因和差异表达代谢物的共同参与密切关联.其中,新陈代谢途径、次级代谢物的生物合成以及产热成为差异表达基因和差异表达代谢物共同影响最为集中的3条KEGG通路.进一步分析显示,在产热和氰基氨基酸代谢通路中,差异表达基因与差异表达代谢物显著富集,白甲鱼通过激活腺苷酸环化酶(AC)-环磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A(PKA)信号通路上调产热相关基因的表达,促进产热以维持能量平衡;同时,氰基氨基酸代谢的增强为机体提供了额外的能量来源,以维持机体正常生命活动.由此可见,饥饿胁迫显著改变了白甲鱼幼鱼肝脏的代谢通路,进而影响了其营养调控机制,以适应饥饿状态下的生理需求和环境变化.本研究不仅有助于揭示饥饿胁迫对白甲鱼肝脏功能的影响机制,也为优化白甲鱼投喂策略提供了理论数据支撑.
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小麦品种对浓香型大曲品质、微生物群落及代谢产物的影响
《食品科学 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：本研究采用理化分析、感官评价、扩增子测序和非靶向代谢组技术，对12个小麦新品种的品质性状、制曲品质、大曲中细菌和真菌微生物群落结构以及代谢特征进行分析。品质性状分析结果表明低籽粒硬度、蛋白质含量、湿面筋含量的小麦品种更适宜于生产优质大曲。扩增子分析发现各小麦品种所制大曲中的优势细菌为明串珠菌属（Leuconostoc）、泛菌属（Pantoea）、高温放线菌属（Thermoactinomyces）、乳球菌属（Lactococcus）和糖多孢菌属（Saccharopolyspora），优势真菌则为嗜热青霉属（Thermomyces）、嗜热子囊菌属（Thermoascus）、曲霉属（Aspergillus）、扣囊复膜孢酵母属（Saccharomycopsis）和毛孢子菌属（Trichosporon）。相关性分析发现嗜热青霉属、扣囊复膜孢酵母属、科萨克氏菌属（Kosakonia）、根霉属（Rhizopus）和根黏孢霉属（Rhizomucor）与部分大曲感官品质指标均呈显著正相关（P<0.05），而明串珠菌属则与部分大曲感官品质指标呈显著负相关（P<0.05），表明真菌对大曲品质可能具有更大的贡献。代谢组分析发现木糖醇和甘油酸等代谢物不仅是影响大曲质量的关键组分，同时也是区分不同小麦品种所制大曲的潜在生物标志物。本研究揭示了优质制曲小麦的关键性指标参数，可为制曲专用小麦新品种选育和优质大曲发酵提供参考。
关键词： 小麦 品质性状 制曲 微生物群落结构 代谢组 多元统计分析
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GC-MS指纹图谱技术结合多元统计分析对"银花"类药材的鉴定
《化学研究与应用 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：本文通过探究金银花、山银花和川银花3种"银花"类药材次生代谢物种类与含量的差异,为鉴定"银花"类药材提供科学依据.采用GC-MS技术结合主成分分析、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计分析方法进行模式识别.成功构建OPLS-DA模型并筛选得到19种差异代谢物,且3种"银花"类药材代谢物种类和含量存在较大差异.基于GC-MS指纹图谱技术结合多元统计分析的方法适用于3种"银花"类药材的鉴定,为该类药材的质量评价提供参考.
关键词： 代谢组学 金银花 山银花 川银花 GC-MS 银花类药材
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转录组和代谢组联合分析揭示稻曲病菌的致病因子
《中国水稻科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]由稻曲病菌引起的稻曲病是一种世界性水稻真菌病害,该病严重威胁水稻的产量和品质.探明稻曲病菌的致病分子机制,可为制定稻曲病防治策略和抗病分子育种开辟新思路.[方法]用稻曲病菌接种水稻幼穗,采用转录组和代谢组测序技术对接种后9 d显症的样本(S)和未接种的PXD25菌丝(CK)进行代谢组和转录组测序,以稻曲病菌菌株UV-8b基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,以|log2fold change|≥1且P≤0.05为条件筛选差异表达基因(DEG);以P≤0.05且VIP≥1为标准筛选差异代谢物(DAM).[结果]转录组测序分析表明,S vs.CK有6708个DEG,通过GO富集和KEGG代谢途经分析,将DEG划分为GO功能下的3708个词条、110条代谢途径;DEG中有91个转录因子,分属23个转录因子家族,包括bZIP、C6、C2H2等;分析显著富集代谢途径发现,线粒体自噬、次生代谢和氨基酸代谢等途径显著富集,基因表达量都发生显著变化,其中次生代谢途径中的差异表达基因都显著上调,推测这些基因在稻曲病菌致病中发挥重要作用.非靶代谢组共鉴定出392个差异代谢物(DAM),DAM分析发现丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸以及脂肪酸类物质(亚油酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸)等都显著积累.转录组和代谢组联合分析发现苯丙氨酸、酪氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等氨基酸代谢途径与淀粉和蔗糖等与糖代谢相关途径显著富集,表明这些代谢物和基因可能与稻曲病菌的致病性密切相关.[结论]线粒体自噬、次生代谢和氨基酸代谢等代谢途径中DEG在稻曲病菌致病中发挥重要作用,丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、蛋氨酸、半胱氨酸以及脂肪酸类物质等代谢物与稻曲病菌的致病性密切相关.
关键词： 稻曲病菌 转录组 代谢组 差异表达基因 差异代谢物
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长白猪和藏猪在不同日龄、种间的代谢物差异分析
《中国猪业 》 2024
摘要：通过对地方品种猪及外种猪的不同生长阶段代谢组学进行比较研究,以此了解地方品种猪与外种猪代谢组差异与耐粗饲性状的关系。采用UPLC-MS技术对7日龄和30日龄的长白猪和藏猪的粪便样品开展代谢组学研究,分析代谢物的变化情况,筛选差异代谢物的情况。结果显示,长白猪不同日龄代谢物VI P≥1的总共有99种,其中38种代谢物的比例是上升的,另61种代谢物主要存在下降趋势;藏猪不同日龄代谢物VIP≥1的总共有90种,其中31种代谢物的比例是上升的,另59种代谢物存在下降趋势;7日龄的长白猪和藏猪代谢物对比发现VIP≥1的总共有59种,其中29种代谢物的比例主要是上升趋势,另30种是下降趋势;30日龄的长白猪和藏猪代谢物对比VI P≥1的总共有66种,其中32种代谢物的比例是上升的,另34种代谢物存在下降趋势。说明不同种间、日龄代谢物含量存在差异,其中同种不同日龄猪的代谢物差异最多,说明随着年龄的增长猪对粗纤维等粗饲料的消化代谢能力有所差异。通过对代谢通路的分析显示,主要存在差异的代谢通路为Metabolic pathways、ABC transporters,参与差异代谢通路的代谢物主要是有机酸、核苷酸、氨基酸等相关代谢物,说明藏猪和长白猪在耐粗饲的特性上与粗饲料对肠道的影响有一定的关联性。此研究为解释在代谢组学方面藏猪耐粗饲特性提供了一定的理论基础。
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基于非靶向代谢组学分析黄色和白色金针菇代谢物差异
《菌物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：金针菇Flammulina filiformis是我国重要的食用真菌，主要包括黄色和白色两种品系。为了探究不同颜色金针菇子实体代谢物的差异，以相同条件下栽培的黄色和白色金针菇子实体为供试材料进行非靶向代谢组学分析。结果显示：大部分差异代谢物在黄色金针菇中的积累量明显较高，黄色和白色子实体之间的差异代谢物显著富集到苯丙氨酸和酪氨酸及色氨酸生物合成途径、淀粉和蔗糖代谢途径。黄色金针菇中苯丙氨酸含量降低同时酪氨酸含量增加，对应的苯丙氨酸解氨酶基因PAL1的表达水平下调，酪氨酸酶基因TYR表达上调；苯丙氨酸解氨酶和酪氨酸酶的活性均显著高于白色金针菇。此外，益智或呈味相关氨基酸半胱氨酸、精氨酸、脯氨酸、天冬氨酸和组氨酸在黄色金针菇中含量更高。本研究整体呈现了两种金针菇的代谢物差异并为后续完整解析子实体颜色表型差异提供了线索和铺垫。
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蜀兴1号肉兔与伊拉兔肉质差异的分子机制
《江苏农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为明确蜀兴1号肉兔(SX)与伊拉兔(IRA)肉质差异及差异形成分子机制，本研究通过采集2个品种兔背最长肌样品，进行肉质性状测定及转录组测序和代谢组分析，筛选差异表达基因和差异代谢物并进行功能富集分析。结果表明，蜀兴1号肉兔的肌纤维直径和滴水损失率显著低于伊拉兔，而肌纤维密度、熟肉率和肌内脂肪含量显著高于伊拉兔。蜀兴1号肉兔与伊拉兔转录组中共筛选出81个差异表达基因，其中蜀兴1号肉兔中51个基因上调，30个基因下调。SMTNL1、PM20D2和EDN1等可能是导致两种兔肉品质差异的基因。差异表达基因显著富集于cAMP信号传导途径。挥发性代谢组学比较共得到12种差异显著代谢物，均在蜀兴1号肉兔中上调，其中，2-十一烯醛、4-乙基辛酸、(E)-2-壬烯醛、鸟氨酸和十一醛等代谢物与肉质风味正相关，挥发性代谢物显著富集于2-氧代羧酸代谢、ABC转运蛋白和精氨酸生物合成等KEGG代谢通路。广泛靶向代谢组学比较分析共得到15种差异显著代谢物，其中蜀兴1号肉兔中7种代谢物上调，8种下调，2个品种兔肉中γ-L-谷氨酸-L-谷氨酰胺、L-谷氨酸-L-谷氨酰胺和溶血磷脂酰胆碱(LPC)等肉质风味相关物质的含量差异较大，广泛靶向代谢物显著富集于咖啡因代谢和昼夜节律夹带等KEGG代谢通路。本研究得到的差异表达基因和差异代谢物可为进一步的优质兔养殖和优质兔选育提供参考依据。
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基于转录组和代谢组解析川芎对镉胁迫的响应机制
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了解不同水平镉（Cd）胁迫下川芎基因表达和代谢产物的变化规律，探究川芎对Cd胁迫的响应机制，利用盆栽试验，以不添加Cd溶液的清洁土壤为对照，设置1、3、6、10 mg·kg-1共4个Cd胁迫处理水平，采用转录组学测序（RNA sequencing,RNA-seq）和超高效液相色谱质谱联用（ultra performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS）技术，筛选川芎抗Cd胁迫的关键基因与代谢通路。结果表明，共筛选到8 569个差异表达基因，包括上调基因6 859个，下调基因1 710个。与对照相比，4个Cd处理组的共有差异基因仅1个，为CML19，可能是川芎抗Cd胁迫的关键基因。代谢组共标注和定量了1 238种差异代谢物，在KEGG数据库中注释得到76条代谢通路，其中包括氨基酸代谢、氨酰基-tRNA的生物合成和脂肪酸的生物合成等。联合分析表明，当受到不同水平Cd胁迫时，川芎通过调节不同种类氨基酸来维持自身代谢平衡，在川芎抗Cd胁迫中发挥重要作用。研究结果为川芎抗Cd胁迫提供科学支撑与理论依据，为针对川芎资源的栽培育种及缓解Cd胁迫等相关研究提供基础。
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不同基质栽培黑木耳活性物质的靶向代谢组学分析
《菌物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：黑木耳Auriculariaheimuer是一种重要的食药用菌，含有丰富的营养物质和生物活性成分，在我国被广泛栽培。分别以木屑(SW)、玉米芯(CO)和棉籽壳(CH)为主料栽培黑木耳，通过靶向代谢组学分析不同基质栽培的黑木耳子实体中糖、黄酮和酚酸类化合物以及必需氨基酸的含量差异。结果表明，SW基质栽培的黑木耳中糖类物质总量最低；总黄酮类物质含量无明显差异，仅牡荆素在CO栽培黑木耳中含量最高，CH栽培的最低；多酚类化合物在SW培养条件下的含量总体较高；而氨基酸及其衍生物的总量在CH栽培的子实体中最高，9种必需氨基酸的含量都明显高于SW和CO栽培组，尤其是具有重要生物学活性的赖氨酸和组氨酸差异最大。本研究全面呈现了不同基质栽培黑木耳子实体中糖类、黄酮类、多酚类化合物，以及必需氨基酸含量差异，研究结果为后续黑木耳营养品质鉴别和开发不同功效的功能性产品提供思路和依据。
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