近日,浙江省农科院病毒学与生物技术研究所植物次生代谢与合成团队在《LWT - Food Science and Technology》上发表了题为“Spatial metabolomics reveals the phytochemical basis of color variation and antioxidant capacity in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) varieties”的研究论文,该研究采用先进的基质辅助激光解析电离质谱成像技术(MALDI-MSI),精准定位代谢物,揭示了藜麦不同颜色品种抗氧化能力的分子基础,阐明了其独特的营养物质分布模式。
藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)因富含蛋白质和微量元素,被誉为“超级食物”,近年来成为健康饮食爱好者的首选。尽管藜麦的种子可像谷物一样食用,但并非真正的禾本科谷物,而是隶属于苋科(Amaranthaceae)的“伪谷物”,与菠菜和甜菜属于同一植物家族。那么,藜麦的营养物质储存方式和分布有何独特之处?另外,人们普遍认为藜麦的颜色越深,花青素含量越高,其抗氧化能力越强——这一经验认知是科学事实吗?为了回答这些问题,研究团队利用MALDI-MSI技术,构建了白、红、黑三种颜色藜麦种子内部2193种小分子物质的高分辨率空间分布图谱。
研究发现,与传统谷物(如小麦、水稻和玉米)不同,藜麦的功能性成分和储能物质主要积聚于胚和子叶等胚体组织,其胚组织犹如一个“抗氧化仓库”,高度富集类黄酮、酚酸、皂苷等传统抗氧化活性物质,这些成分显著提升了种子的整体抗氧化潜力。同时,在深色藜麦的种皮中鉴定出包括生物碱、有机酸和萜类在内的81种独特代谢物,这一发现为藜麦颜色与抗氧化活性的关联提供了新的分子依据,超越了以往以“类黄酮决定颜色”的传统认知框架。该研究不仅为藜麦的品质提升、分子育种和作为功能性食品的开发提供了科学支撑,也扩展了MALDI-MSI等空间代谢组学技术在农业与食品科学领域的应用边界。
浙江省农科院与浙江农林大学联合培养硕士研究生徐泽龙、陈朝敏为论文第一作者,病毒学与生物技术研究所李林颖助理研究员、洪高洁研究员为通讯作者,病毒学与生物技术研究所王华副研究员、浙江农林大学曾大力教授参与本研究相关工作。本研究依托农产品质量安全全国重点实验室,获得了浙江省自然科学基金、国家自然科学基金等项目资助。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2025.118210
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