类型a：学术研究报告

作者及机构
本研究由Yanli Bian（第一作者）、Jinju Pan、Deliang Gao、Yizhi Feng、Bingjie Zhang、Le Song、Lei Wang、Xingang Ma以及通讯作者Lin Liang共同完成。研究团队主要来自山东省农业科学院农药科学研究所残留技术研究院（Shandong Academy of Pesticide Sciences Institute of Residue Technology），合作单位包括北京市农林科学院质量标准与检测技术研究所（Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）和山东省农业生态与资源保护站（Shandong Agricultural Ecology and Resource Protection Station）。研究成果发表于2024年4月的《Food Chemistry》期刊（Volume 450, 139388）。

学术背景
本研究属于食品化学与植物代谢组学交叉领域，聚焦中国广泛栽培的食用玫瑰品种——重瓣玫瑰（Rosa rugosa f. *plena*）。玫瑰因其香气和风味被用于食品、药品及化妆品，但其生长和干燥过程中的代谢变化机制尚不明确。前人研究表明，酚类（phenols）和类黄酮（flavonoids）等活性成分的抗氧化能力与植物发育阶段及环境因素密切相关，但针对重瓣玫瑰的系统研究匮乏。本研究旨在通过非靶向代谢组学（nontargeted metabolomics）技术，解析玫瑰不同发育阶段、采收时间及干燥工艺对活性成分的影响，为优化其栽培和加工提供科学依据。

研究流程与方法
1. 样品采集与分组
- 实验1（发育阶段）：采集平阴玫瑰四个发育阶段（花蕾期A1、初开期A2、半开期A3、全开期A4）的花瓣和叶片，每组100朵花+200片叶，液氮速冻后分装10份平行样本。
- 实验2（日变化）：同一天8:00、13:00、17:00采集花瓣和叶片。
- 实验3（月变化）：4-7月末采集样本。
- 实验4（器官差异）：分离花瓣、雄蕊、花托和叶片。
- 干燥处理：对比热风干燥（HAD, 70℃）和真空冷冻干燥（VFD, -40℃）对新鲜初开期花朵的影响。

1. 生理生化指标测定

   • 总酚与类黄酮含量：采用福林酚法和氯化铝比色法。
     
   • 抗氧化能力：通过FRAP（铁离子还原能力）和DPPH（自由基清除）实验评估。
     

2. 代谢组学分析

   • 提取方法：70%甲醇超声提取，超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）检测，正负离子模式扫描（m/z 100-1500）。
     
   • 数据处理：使用Compound Discoverer软件进行峰对齐和化合物鉴定，基于mzCloud和ChemSpider数据库匹配。差异代谢物（DAMs）筛选标准：VIP≥1，FC≥2或≤0.5。
     

3. 统计与可视化

   • 主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）通过SIMCA 14.1完成，热图展示代谢物聚类，KEGG通路注释关键代谢途径。
     

主要结果
1. 发育阶段的影响
- 酚类与抗氧化活性：花蕾期总酚含量最高（175.66 μmol/g FW），全开期降至131.05 μmol/g，与抗氧化能力呈正相关（r>0.5）。类黄酮含量在花蕾期达峰值（3.68 mg/g FW），初开期下降后全开期回升，可能与花瓣抗衰老应激有关。
- 代谢物差异：花蕾期富含氨基酸（如谷氨酸）和单萜类（如芳樟醇），全开期则上调水解单宁（如鞣花酸）和类黄酮苷（如槲皮素-3-葡糖苷）。

1. 采收时间的影响

   • 日变化：脂质代谢显著波动，早晨挥发性萜类（如姜黄烯）含量较高，下午脂肪酸（如α-亚麻酸）积累。
     
   • 月变化：4月样本的酚类（213.29 μmol/g FW）和表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG）含量显著高于其他月份，可能与春季低温促进次生代谢有关。
     

2. 器官差异

   • 雄蕊类黄酮含量最高（6.13 mg/g FW），花托总酚含量突出（347.71 μmol/g FW），花瓣富含花青素（如芍药素-3-葡糖苷）。
     

3. 干燥工艺的影响

   • 活性成分：干燥使总酚含量提升4.2-5.4倍（VFD:764.19 μmol/g DW），但类黄酮轻微降解。VFD更好地保留花青素和儿茶素（如原花青素B1），而HAD引发美拉德反应导致褐变。
     
   • 抗氧化能力：干燥后FRAP值提升2.9倍，VFD样品冲泡后释放活性成分更缓慢。
     

结论与价值
1. 科学价值
- 首次系统揭示重瓣玫瑰发育过程中酚类、类黄酮和脂质的动态变化规律，阐明温度与光照对代谢通路的调控作用。
- 证明VFD通过维持细胞结构完整性，优于HAD保留活性成分，为干燥工艺优化提供理论依据。

1. 应用价值
   
   • 建议4月采收花蕾期全花（非单独花瓣），以最大化营养摄入；推荐VFD用于玫瑰茶加工，平衡品质与效率。
     
   • 代谢组学数据为玫瑰在食品、医药领域的抗氧化剂开发奠定基础。
     

研究亮点
1. 方法创新：结合非靶向代谢组学与多时间点采样，解析玫瑰代谢时空异质性。
2. 发现新颖：明确雄蕊为类黄酮富集部位，挑战传统仅用花瓣的食用习惯。
3. 技术应用：建立UHPLC-MS/MS快速鉴定玫瑰活性成分的方法，可推广至其他花卉研究。

其他价值
- 发现Geranyl glucoside（香叶基葡糖苷）作为花朵成熟的标志物，其含量随发育阶段显著上升，为玫瑰香气调控提供新靶点。