基于广泛靶向代谢组学技术的不同花色秋石斛中花青素差异分析

武美卿，廖 易，陆顺教，殷涵泰，余文刚，李崇晖*

基于广泛靶向代谢组学技术的不同花色秋石斛中花青素差异分析

武美卿1,2，廖 易2,3，陆顺教2,3，殷涵泰1,2，余文刚1*，李崇晖2,3*

1. 海南大学热带农林学院，海南海口 570228；2. 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业农村部华南作物基因资源与种质创制重点实验室/海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室，海南海口 571101；3. 海南省热带观赏植物种质创新利用工程技术研究中心，海南儋州 571737

为了深入研究不同花色秋石斛品种花青素合成途径的差异性，本研究利用广泛靶向代谢组学技术对蓝紫色、浅桃红色、红色、紫红色和深紫红色5个不同花色秋石斛品种的花青素苷组成和含量进行了分析。结果表明：从供试秋石斛中共鉴定出38个代谢产物，主要为矢车菊素（Cy）、芍药花素（Pn）、天竺葵素（Pg）、飞燕草素（Dp）和矮牵牛素（Pt）的糖苷及其酰基化衍生物。5个秋石斛品种中花青素苷组成和含量存在显著差异。代谢物差异分析表明，紫红色花中Cy和Dp型糖苷显著高于浅桃红色花（<0.05）；蓝紫色花的差异花青素中3种Dp型糖苷含量均显著高于其他颜色；仅筛选出1种Cy型糖苷在浅桃红色花中富集。绝大多数样品的Cy型糖苷含量最高，随着Cy和Dp及其衍生物含量增加，花色会加深并转向红紫色，推测Cy型糖苷使秋石斛偏向紫红色，而Dp糖苷赋予秋石斛蓝紫色调。基于以上结果推测秋石斛存在上述5种花青素苷的酰基化修饰途径，研究结果可为秋石斛花色形成机制和花色改良提供依据。

秋石斛；花色；代谢组；花青素

花色是观赏植物极为重要的观赏性状之一。植物花色的呈现受花色素种类和含量、色素在花部组织中的分布、液泡pH、辅助色素、金属离子络合、表皮细胞形状等的影响，其中色素的种类和含量是首要因素[1]。花青素苷（anthocyanin）赋予观赏植物从粉红、红、紫红到蓝颜色变化，其基本结构是2-苯基苯并吡喃的糖基化多羟基或聚甲氧基衍生物。常见的花青素苷为以天竺葵素（pelargonidin, Pg）、矢车菊素（cyanidin, Cy）、飞燕草素（delphinidin, Dp）、芍药花素（peonidin, Pn）、矮牵牛素（petunidin, Pt）和锦葵素（malvidin, Mv）6种花青素苷元糖苷化修饰后产生，进而可以发生酰基化修饰[2]。Pg类色素为橙红色调，Cy类色素为深红色调和Dp类色素为蓝色调提供了基础[3]。研究花色素组成和含量是解析花色形成和变异机理，定向改良花色的前提。

石斛兰为兰科（Orchidaceae）石斛属（）植物，广泛分布于热带及亚热带地区，拥有大量原生种和人工杂交种，极具观赏价值[4]。秋石斛是以蝴蝶石斛（Fitzg.）为主要亲本杂交而成的蝴蝶石斛系（- type）[5]。因其花形俏丽、花色鲜艳和瓶插期长等优良特性，成为热带兰中极为重要的盆花和切花产品[6]。商品化秋石斛花色单一，以紫红色系为主，缺少亮橙、火红、天蓝等花色[5, 7]。其色素组成主要有两大类：花青素苷使花色呈现紫红、蓝紫、粉红等颜色[7-8]；类胡萝卜素使花色呈黄绿色、金黄色等[9]；二者共同作用产生棕色[5, 7]。长期以来，对秋石斛花青素苷组成了解极少，仅从其花中分离并鉴定到4种Cy型酰基化的花青素苷[10-12]，在苷元水平，秋石斛的近缘种和部分杂交种中仅检测到Cy、Pn和Pg共3种类型的花青素，且以Cy为绝对主要色素，Pn含量很低，而Pg仅存在于极少数桃红色种质中[7]。课题组前期利用HPLC-MS技术推定了几种秋石斛的花青素苷均为Cy型酰基化糖苷[8]，近年研究人员利用UPLC- QTOF-MS从紫红色的三亚阳光品种中鉴定出Cy、Pn、Dp、Pt、Mv的8种3-糖苷[13]。然而，目前不同花色秋石斛中花青素苷的组成和含量差异仍缺乏系统认知。

代谢组学技术在植物及其次生代谢物研究领域中具有举足轻重的作用。对植物代谢组的研究包括代谢物积累模式、代谢物积累的遗传基础、功能基因鉴定、代谢途径解析及自然变异的遗传分析等方面的研究[14]。利用代谢组学技术对植物体内的次生代谢物进行定性定量，同时结合数据处理软件对植物整体进行相关分析，从生物样本中检测并筛选出具有重要生物学意义和统计学显著差异的代谢物，从而揭示和阐明植物次生代谢物的合成途径和代谢网络调控机制[15]。通过代谢组技术可以鉴定观赏植物中的差异代谢物，解析花色差异形成的机理。如Mv型糖苷使鸳鸯茉莉花瓣呈蓝紫色[16]，也是紫色鹿角杜鹃花瓣的关键花青苷[17]。Pn型糖苷是红色系长春花的呈色物质，Dp型糖苷的增加促使红紫色系长春花花色向紫色转变[18]。

本研究通过花青素苷广泛靶向代谢组学研究4个色系5个秋石斛品种的差异代谢物，探究不同花色秋石斛花青素合成的差异，旨在为秋石斛花色形成机制和花色改良及新品种培育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料 于2022年11月采自中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所热带花卉研究中心的热带兰品种资源圃，收集5个代表性秋石斛品种水蜜桃（. Airey Peach，SMT，浅桃红色）、红珍珠（. Udomsri Beauty，HZZ，紫红色）、迷你（. Yaya Victoria，MN，紫红色）、黑猫（. Black Cat，HM，深红色）、蓝天使（. Blue Sapphire，T114，蓝紫色）。进行广泛靶向代谢组分析，挑选植株健壮且无病虫害的具有典型特征的新鲜花朵，摘下花瓣、萼片及唇瓣放入50 mL离心管中，置于液氮干燥冷冻后，放入–80 ℃冰箱保存。

1.1.2 代谢物提取 将新鲜样品置于液氮中研磨，将研磨后的样品置于冷冻干燥机中冷冻干燥，取干燥后的样品精确称量适量样本于2 mL离心管中，加入1000 μL 60%甲醇溶液（含0.1 mol/L盐酸和质量分数0.1%乙二胺四乙酸二钠盐），涡旋振荡60 s；加入2颗钢珠，放入组织研磨器（美壁MB-96）中，50 Hz研磨120 s；60%超声功率在40 ℃下超声10 min；12 000 r/min 4 ℃离心10 min，取上清液100 μL，加入400 μL 60%甲醇溶液（含0.1 mol/L盐酸和质量分数0.1%乙二胺四乙酸二钠盐），混匀，过0.22 μm膜过滤，滤液加至棕色进样瓶中，用于UPLC-MS/MS检测。

1.2 方法

1.2.1 色谱质谱采集条件 色谱条件：Thermo Vanquish（Thermo Fisher Scientific, USA）超高效液相系统，使用ACQUITY UPLC®BEH C18（2.1 mm× 100 mm, 1.7 µm, Waters, Milford, MA, USA）色谱柱，流速为0.25 mL/min，柱温为50 ℃，进样量为2 μL。正离子模式，流动相为1%甲酸水（A）和1%甲酸甲醇（B），梯度洗脱程序为：0.0～ 2.0 min，5% B；2.0～15.0 min，5%～70% B；15.0～ 15.1 min，70%～95% B；15.1～18.0 min，95% B；18.0～20.0 min，95%～5% B；20.0～25.0 min，5% B。

质谱条件：Thermo Q Exactive 质谱检测器（Thermo Fisher Scientific, USA），电喷雾离子源（ESI）。正离子喷雾电压为3.50 kV，鞘气流速为47 arb，辅助气流速为15 arb。毛细管温度为320 ℃，以分辨率70 000进行一级全扫描，一级离子扫描范围150～1300/，并采用HCD进行二级裂解，碰撞能量为10、50、60 eV，二级分辨率为17 500，采集信号前4离子进行碎裂，同时采用动态排除去除无必要的MS/MS信息。

1.2.2 花色表型的测定 利用分光色差仪（NF555型，日本电色工业株式会社）以光源C/2°为条件测量秋石斛花朵的颜色[8]。每个品种选取具典型颜色特征的花朵3～4朵，拆分出花瓣和唇瓣平置于白纸上，将集光孔对准花瓣的主要显色位置进行测量，按CIE Lab表色系统测定花瓣的明度（L），色相a、b值。每朵花测定3次，取平均值。唇瓣同上操作。根据所测计算彩度（）和色相角（），根据公式计算：=(a2+b2)1/2，=arctan(b/a)。并将其换算为红葡萄颜色指数CIRG=(180-)/ (L+C)，此参数与花青素苷呈指数关系，能很好地应用于对紫色的颜色描述[19]。

1.2.3 总花青素的提取 将收集好的秋石斛花朵拆解出花瓣和唇瓣，用剪刀剪碎后放于培养皿中，避光，在冷冻干燥机（Labconco Freezone Plus, USA）中干燥12 h以上，取出干样，用电子天平准确称取0.1 g或0.08 g，分装至2 mL离心管，每管放2颗钢珠，提前用液氮遇冷离心管和托盘，放于组织研磨机（Tissuelyser-96，上海净信实业）中60 Hz功率研磨约90 s至粉末状，取出钢珠，将干样置于–80 ℃保存。花瓣和唇瓣各重复3次。每个离心管中分装约0.1 g秋石斛冻干样品，再加入1 mL甲醇∶盐酸∶水=70∶0.1∶29.9（//）的提取液，涡旋10 s并搅拌均匀后再加入1 mL提取液放入超声清洗器中避光放入4 ℃提取24 h，取出后离心5 min（6000 r/min），转移300 μL上清液至新的离心管中。加入50 μL氯仿以及300 μL HCl溶液（0.1%），剧烈震荡。再次离心5 min（12 000 r/min），取200 μL上清液至酶标板中，利用酶标仪（TECAN Spark 10 mol/L, CH）测量在525 nm处供试花瓣中的总花青素苷含量（total anthocyanins content, TA）。称取1 mg矢车菊素- 3--葡萄糖苷（购自北京索莱宝科技有限公司）溶于1 mL上述提取液中，制备成1 mL的母液。将矢车菊素-3--葡萄糖苷稀释成200、100、50、25、12.5、6.25、3.125、1.5625、0.7812 μg/mL 9个浓度梯度，根据吸光值绘制成标准曲线，采用半定量法计算每1 mg干重花瓣或唇瓣中未经过水解处理的花青素苷的相对含量，以总花青素苷含量表示。

1.3 数据处理

依据公共数据库KNApSAcK、HMDB、LipidMaps、PubChem、KEGG及诺米代谢自建物质库（苏州帕诺米克生物医药科技有限公司）进行物质鉴定，对样本的代谢物进行质谱定性分析，采用R XCMS软件包进行峰检测、峰过滤、峰对齐处理，得到物质峰面积列表以及对应物质的相对含量。数据质控中过滤掉QC样本中RSD>30%的物质。采用R语言分别对样本数据进行主成分分析（principal component analysis, PCA）。根据统计检验计算值，OPLS-DA降维方法计算变量投影重要度（variable importance in projection, VIP），结合差异倍数（fold change, FC）值，衡量各花青素组分含量对样本分类判别的影响强度和解释能力，辅助标志花青素的筛选。采用SAS Studio软件Duncan’s法评估主要花青素代谢物含量的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同品种的花色和总花青素苷含量

5个秋石斛品种间的花色呈显著差异，通过对5个品种花瓣和唇瓣的*、和CIRG颜色参数进行分析发现，浅桃红色品种水蜜桃的花瓣和唇瓣的L值显著大于其他品种（图1A），而其花瓣值显著小于其他品种（图1B）；紫红色品种迷你的值显著高于其他品种；深红色品种黑猫的花瓣和唇瓣的CIRG指数最高（图1C），而值显著低于其他品种。

测定其盛开期花朵的总花青素苷含量结果表明，黑猫品种的总花青素苷的含量显著高于其他品种，其含量为其他品种的3～10倍；水蜜桃、迷你和蓝天使的唇瓣的总花青素苷含量高于花瓣，而红珍珠和黑猫品种则相反；水蜜桃品种的总花青素苷含量最低，其花瓣和唇瓣的总花青素苷含量分别为黑猫品种的9.2 %和13.8 %（图1D）。

不同小写字母表示品种间差异显著（P<0.05）。

2.2 广泛靶向花青素代谢组分析

2.2.1 数据结果评估 对5种秋石斛盛花期花进行靶向代谢谱分析。经色谱分离流出的组分不断进入质谱，质谱连续扫描进行数据采集。每一次扫描得到一张质谱图，将每个时间点质谱图中所有离子的强度加和后连续描绘，得到总离子流色谱图（图2），结果显示总离子流的曲线重叠性高，表明质谱信号稳定性较好。

2.2.2 花青素定性和定量分析 花青素鉴定首先根据精确分子量进行确认，后续根据MS/MS碎片模式对KNApSAcK（http://metabolomics.jp）、HMDB（https://hmdb.ca）、LipidMaps（https://lipidmaps. org）、PubChem（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov）、KEGG（https://www.genome.jp）以及诺米代谢自建标准品数据库进行算法注释获得花青素成分结果。对5个秋石斛品种的花青素成分进行分析，共鉴定出38种代谢物，包括31种花青素苷、4种花青素元和3种其他花青素（表1）。对花青素种类与含量进行统计，14种矢车菊素和13种飞燕草素是构成这5个品种花青素的主要成分，可达全部代谢物种类的70%，其余为2种天竺葵素、3种芍药花素、3种矮牵牛素及3种其他花青素（图3A）。秋石斛所含的5种花青素中矢车菊素含量最高，可达所有花青素含量的一半以上，飞燕草素含量次之，矮牵牛素、天竺葵素、芍药花素较少，其中芍药花素含量最少，仅占所有花青素含量的0.56%（图3B）。

图2 正离子检测模式的TIC重叠图

表1 供试秋石斛中的花青素成分

续表1 供试秋石斛中的花青素成分

Tab. 1 The anthocyanin components in Phalaenopsis-type Dendrobium (continued)

A：花青素种类；B：花青素含量。

鉴定出的所有代谢物均能在5个秋石斛品种中发现，但每个品种的花青素含量不同。蓝天使品种的Cy型糖苷占花青素比例最高，Dp型糖苷则在迷你品种中相对含量最高；黑猫品种的Cy与Dp型糖苷的含量近似，而水蜜桃品种的花青素主要由Cy、Dp和Pt型糖苷构成；与水蜜桃品种的糖苷组成比例类似，但红珍珠品种的Dp型糖苷含量较高。

2.2.3 各组样品与质控样本的主成分分析 对各组样本与质控样品质谱数据进行主成分分析（图4）。利用主成分分析对15个秋石斛样本和3个QC样本的代谢产物进行多元统计分析，显示出各组间的分离趋势及组内差异，小组内3个样品被聚集到一起，此结果表明样品重复性较好，组内样本点距离近，一致性高；组间样本点相距较远，分离趋势明显，差异性好。QC样本密集分布，说明数据可靠。

2.2.4 不同品种秋石斛的共有差异代谢物分析 通过对鉴定出的花青素进行筛选，从鉴定列表中寻找差异物质。选择的相关差异花青素筛选条件为<0.05且VIP>1，统计5个品种间的差异代谢物数量，通过维恩图可展示各组差异代谢物之间的关系。

图4 各组样品与质控样品质谱数据的PCA得分图

由共同差异韦恩图可知，蓝紫色品种蓝天使与其余4个品种的共同差异代谢物共有13种（图5A）。差异代谢物整体的调控类型一致，说明蓝紫色品种较为独特。通过对共同差异代谢物（表2）分析发现，其中共同上调的差异代谢物为矮牵牛素--D-吡喃葡萄糖苷、飞燕草素3-槐糖苷、飞燕草素3-葡萄糖苷-5-(6-乙酰葡萄糖苷)、矢车菊素3-葡萄糖基芸香糖苷、飞燕草苷3-[6¢- (4²--对香豆酰鼠李糖基)葡萄糖苷]5-葡萄糖苷，主要差异花青素由Dp型糖苷和Pt型糖苷组成，且3种Dp型糖苷含量均显著高于其他颜色。而矢车菊素3-刺槐双糖苷-5-(6--对香豆素葡萄糖苷)显著下调。

深红色品种黑猫与红珍珠、迷你和浅桃红色品种水蜜桃的共同差异代谢物有12种（图5B）。筛选其共同差异代谢物可知（表3），3种Dp型糖苷在黑猫中代谢类型为上调，另外矢车菊素3-(6²-咖啡酰葡萄糖苷)-5-葡萄糖苷为构成其上调差异花青素的主要成分。芍药花素和矮牵牛素3-槐糖苷是黑猫品种共同下调的差异花青素，说明二者在深红色品种黑猫中的代谢水平低。

图5 秋石斛组间共同差异韦恩图

表2 蓝紫色蓝天使与其他品种的共同差异代谢物

表3 深红色黑猫分别与红珍珠、迷你和水蜜桃的共同差异代谢物

紫红色品种红珍珠、迷你与浅桃红色品种水蜜桃的共同差异代谢物有11种（图5C），共同差异代谢物中上调的有5种（表4），以Cy型糖苷和Dp型糖苷为主，矢车菊素上调的种类较多，在紫红色品种中富集矢车菊素，其中飞燕草素3-槐糖苷-5-葡萄糖苷的上调倍数显著高于其他代谢物。在紫红色品种中共同下调的花青素仅有矢车菊素3-半乳糖酸木糖苷和木樨黄定5,7-二葡萄糖苷。

表4 红珍珠和迷你分别与浅桃红色品种水蜜桃的共同差异代谢物

2.3 秋石斛花青素生物合成途径解析

基于以上结果推测出秋石斛花青素生物合成途径，并根据5个不同品种的秋石斛花青素的相对值为代谢水平进行聚类分析，表明不同花色秋石斛中花青素代谢水平存在差异（图6）。

3 讨论

本研究采用广泛靶向代谢组学技术研究了不同品种秋石斛花中花青素代谢物的组成和差异，从代谢产物水平初步揭示了不同花色秋石斛品种间的花色形成机制。

不同颜色表示相对含量的大小。Cy：矢车菊素；Pn：芍药花素；Pg：天竺葵素；Pt：矮牵牛素；Dp：飞燕草素；R：芸香糖苷；G：葡萄糖苷；Gal：半乳糖苷；S：槐糖苷；Rob：刺槐双糖苷；Lat：半乳糖酸木糖苷；Mal：丙二酰；Rha：鼠李糖；Ace：乙酰；Caf：咖啡酰；Coum：香豆酰；CHS：查尔酮合成酶；CHI：查尔酮异构酶；F3′H：黄烷酮-3′-羟化酶；F3′5′H：类黄酮-3′,5′-羟基化酶；DFR：二氢黄酮醇还原酶；ANS：花青素合成酶；GT：花青素葡萄糖转移酶；AT：花青素苷酰基转移酶；MT：花青素苷甲基转移酶。

本研究发现秋石斛花青素苷主要是Cy、Pn、Pg、Dp和Pt的糖基化及酰基化衍生物。相较于KANCHIT[7]仅发现Cy、Pn和Pg三种类型的花青素，吕晓帆等[12-13]用UPLC-MS鉴定出几种3-糖苷，本研究利用代谢组手段检测到秋石斛中更多花青素代谢物种类，发现不同花色各种类花青素组成比例差异，丰富了目前对其组成及含量的认知。然而本研究鉴定出的花青素苷并不包括前人从秋石斛中分离得到的4种主要成分——酰化的矢车菊素糖苷[10-12]。而且前期研究认为桃红色种质中的主要成分为Pg型花青素[20]，与本研究中浅桃红色水蜜桃由Cy型花青素组成不一致。笔者将水蜜桃花青素苷水解后，利用HPLC仅检测到Pg苷元，可见其主要花青素为Pg型色素。这表明，目前流行的基于标准数据库的UPLC-MS方法在鉴定秋石斛花青素的组成方面存在明显不足。其原因是数据库中构建的花青素标准品种类有限。因此需要更多的花青素标准来补充定性分析数据库，才能深入和准确地研究秋石斛的花青素苷组成。

秋石斛花从小花芽到盛开过程中，花青素苷含量呈逐渐增加的趋势，到盛开期达到峰值[21]，该时期各品种花色具有代表性，可作为花色评价的材料。各类花青素苷含量的变化是不同花色秋石斛品种间呈色差异的主要原因。花青素苷含量是影响花色明暗及色调的重要因素，随着花青素苷含量的增加，秋石斛花瓣颜色变暗，逐渐转为紫红色和紫色[8]。本研究结果显示，矢车菊素和飞燕草素在秋石斛花青素苷中占70%以上。随着供试秋石斛颜色由浅桃红、紫红向深红以及蓝紫色变化，Cy型和Dp型色素含量显著增加，由于Cy型色素是秋石斛呈色的主要成分[7]，也是诸多观赏植物中紫红色系花瓣呈色的物质基础[22]。由此推测随着Cy型色素含量的增加，花色会加深为深红色。

绝大多数蓝色花是以Dp型色素为基础形成的。如飞燕草素-3--葡萄糖苷是绣球花蓝色形成的决定性物质，其含量变化与蓝色花的形成一致[23]。飞燕草素-3--葡萄糖苷的含量与花色的深浅呈正相关，且随着薰衣草的花发育成熟，飞燕草素- 3--葡萄糖苷的含量也逐渐增多[24]。蓝紫色秋石斛品种蓝天使中的主要差异花青素由Dp型糖苷和Pt型糖苷组成，且3种Dp型糖苷含量均显著高于其他品种，Dp的积累使花色向蓝色偏移[25]，因而推测飞燕草素赋予秋石斛的蓝紫色调。且前人和本研究均发现秋石斛花青素苷存在普遍的酰基化现象，酰基化也有利于花色蓝化[26]。蓝色秋石斛的育种策略可以在专一积累Dp型色素的基础上，通过辅助着色、金属络合或芳香酰基化修饰进一步形成较为稳定的蓝色大分子，从而培育出蓝色的秋石斛新品种[27]。

在深红色品种黑猫中共同下调的为Pn型色素。而在其他观赏植物中，Pn型色素的积累使花色偏向蓝紫色。Pn型色素是紫枝玫瑰花色形成紫色的主要因素[28]。本研究中仅发现在浅桃红色品种中下调差异花青素有5种，以Cy型糖苷和Dp型糖苷为主，矢车菊素下调的种类较多。秋石斛原生种和杂交种水解后的花青素苷元中，发现以Cy为主，Pn较少，而Pg仅能在桃红色种质中检测到[20]。钱大伟等[29]推测天竺葵色素是锦绣杜鹃粉花品种粉鹤花瓣呈现粉红色的主要原因。DENG等[30]研究发现红色非洲菊的关键花青素是天竺葵素。对于纯红色花的育种可以降低黄酮醇合成酶的活性，增加花青素苷的积累，减少类黄酮-3¢-羟化酶的合成，阻断矢车菊素的通路，大量积累天竺葵素。如在白色的矮牵牛中成功转化其他观赏植物的基因，使转基因植株的花瓣中积累了天竺葵色素苷，花色变成了红色[31]。

由于秋石斛花青素苷的复杂性以及代谢组学现有数据库尚不完善，代谢通路不够全面，尚未能将秋石斛中花青素组成完全解析。随着代谢组学技术的不断发展，鉴定与识别代谢物的能力不断提高，将为阐明秋石斛花色的形成机理，为花色改良定向育种提供指导。

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Metabolomics Analysis of Anthocyanin in Different Flower Colors ofType

WU Meiqing1,2, LIAO Yi2,3, LU Shunjiao2,3, YIN Hantai1,2, YU Wengang1*, LI Chonghui2,3*

1. College of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China; 2. Tropical Crop Germplasm Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Key Laboratory of Tropical Crops Germplasm Resources Genetic Improvement and Innovation of Hainan Province, Haikou, Hainan 571101, China; 3. Hainan Provincial Engineering Technology Research Center of Tropical Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization, Danzhou, Hainan 571737, China

In order to further investigate the anthocyanin biosynthetic pathway intype(Den-Phals) varieties with different flower color, this study used widely targeted metabolomics technology to analyze the anthocyanin composition and content of five Den-Phals varieties with blue-purple, light peach-red, red, purple-red and deep purple-red floral color, respectively. The results showed that a total of 38 metabolites were identified from the tested Den-Phals, most of which were glycosides and acylated derivatives of cyanidin (Cy), peonidin (Pn), pelargonidin (Pg), delphinidin (Dp) and petunidin (Pt). There were significant differences in the composition and content of anthocyanin in five Den-Phals varieties. Metabolite difference analysis showed that Cy and Dp glycosides in purple flowers were significantly higher than those in light peach red flowers. The contents of three Dp-type glycosides in blue-purple flowers were significantly higher than those in other colored varieties. Only one Cy-type glycoside was screened out, and the content of which in light pink flowers was high. The content of Cy-type glycosides was the highest in most samples. With the increase of cyanidin and delphinidin and the derivatives, the color of flowers deepened and turned to red-purple. It was speculated that Cy-type glycosides made Den-Phals tend to purple while Dp glycosides gave Den-Phals a blue-purple tone. Based on the above results, it is speculated that there are acylation synthesis pathways of the above five anthocyanins in Den-Phals, which can provide a basis for flower color formation mechanism and flower color improvement of Den-Phals.

type; flower color; metabolome; anthocyanins

S682.31

A

10.3969/j.issn.1000-2561.2023.11.004

2023-07-26；

2023-09-12

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（No. 1630032022002）；海南省自然科学基金高层次人才项目（No. 321RC 648）。

武美卿（1999—），女，硕士研究生，研究方向：观赏园艺学。*通信作者（Corresponding author）：李崇晖（LI Chonghui），E-mail：blchh@sina.com；余文刚（YU Wengang），E-mail：yuwg2008@hainanu.edu.cn。