Analyse af forskelle i flygtige metabolitter i forskellige dele af palmetræer baseret på omfattende målrettet metabolomik
Ormosia henryi er et stedsegrønt træ i bælgplantefamilien, der hovedsageligt er udbredt i subtropiske områder i Kina, især i provinser som Jiangxi, Zhejiang, Anhui, Hubei, Hunan, Guangdong, Sichuan, Guizhou og Yunnan. På grund af dens lave frøsætning, dårlige naturlige regenereringsevne og menneskelige ødelæggelser har den opbrugt de vilde ressourcer og er i en truet tilstand. Den er blevet opført som en national andenklasses beskyttet plante. Palmen har en høj træform, smuk træstruktur og røde frø, der kan bruges som kunsthåndværk; hele palmen kan bruges som medicin med den virkning, at den fremmer blodcirkulationen, fjerner blodstasis, fordriver vind og reducerer hævelser. I "National Compilation of Chinese Herbal Medicines" står der, at palmetræet bruges udvortes til behandling af brud på rodbarken og forbrændinger på bladene. I folkekulturen bruges palmetræ ofte til at lave sengebrædder, som har en beroligende effekt. Derfor er palmetræet en unik og værdifuld træart, der kombinerer tømmer, landskab og medicinsk brug.
Planternes flygtige stoffer kan virke på menneskekroppen gennem huden og åndedrætssystemet, stabilisere centralnervesystemet, regulere følelser, forbedre immuniteten og effektivt reducere mikroorganismernes og viraenes skade på menneskekroppen. Moderne forskning har vist, at palmer hovedsageligt indeholder 89 flygtige komponenter som aldehyder, ketoner, alkoholer, estere, olefiner, aminer, cykliske kulbrinter, carboxylsyrer og amider. Blandt de gavnlige komponenter er β-caryophyllen, limonen, β-ionon osv., som har en høj brugsværdi inden for skovsundhed, farmaceutiske og daglige kemiske produkter og andre områder. Derudover har forskning fundet, at palmeekstrakt kan virke på centralnervesystemet, og Lu et al. foreslog først, at palmebladekstrakt har foreløbige antidepressive virkninger; Zhu undersøgte den antidepressive virkning af palmebladekstrakt ved hjælp af en kronisk uforudsigelig mild stressmusemodel og fandt ud af, at den har betydelige antidepressive virkninger.
Sammensætningen af flygtige komponenter i planter er tæt forbundet med vævsdele. Tao et al. analyserede de flygtige komponenter i forskellige dele af træsommerfuglen og fandt, at de alle indeholder en stor mængde alkoholstoffer, og hver del har karakteristiske stoffer, der er højere end andre; Guo et al. fandt, at de flygtige komponenter i den gyldne blomsterdel af kaprifolium er forskellige, med eddikesyre, 2-methylbutanal eller 3-methylbutanal som almindelige rigelige komponenter i hver del. På nuværende tidspunkt er der ingen rapport om den omfattende analyse af metabolitkomponenter i palmernes rødder, grene og blade samt forskellene i sammensætning mellem de tre dele. Talrige undersøgelser har vist, at de sundhedsmæssige fordele ved flygtige stoffer i planter er tæt forbundet med koncentrationen af frigivne terpener, som også er de vigtigste komponenter i flygtige forbindelser i palmer. Derfor er udgravningen af de stærkt berigede flygtige komponenter i palmer og identificeringen af de koncentrerede steder for aktive komponenter (hovedsageligt terpenoider) af stor betydning for udviklingen og udnyttelsen af palmeressourcer.
Bredt målrettet metabolomics-teknologi kan detektere metabolitter og deres indhold i biologiske prøver med høj præcision, høj gennemstrømning og bred dækning. Gennem high-throughput-detektion og databehandling afslører den ændringerne i metabolitter i biologiske prøver og deres reaktioner på forskellige miljøer, perioder og eksterne stimuli. Det er blevet anvendt i vid udstrækning i forbindelse med abiotisk stress hos planter, sygdomsresistens, forarbejdning og andre aspekter. Denne undersøgelse har til formål at bruge omfattende målrettede metabolomics-teknikker til at identificere og analysere flygtige komponenter i palmernes rødder, grene og blade, undersøge deres mangfoldighed og berigelsesegenskaber og analysere betydelige forskelle i metabolitter mellem de tre dele. Dette vil danne grundlag for en dybdegående analyse af metaboliske veje og genniveauer i fremtiden og give dataunderstøttelse til udvælgelse af dele til udnyttelse af palmeressourcer og udvikling og udnyttelse af ikke-træagtige ressourcer.

Planter frigiver flygtige forbindelser under deres vækstproces, som kan rense atmosfæren, reducere bakterieindholdet i luften, effektivt fjerne skadelige stoffer fra lungerne, efter at de er kommet ind i menneskekroppen, fjerne træthed, forbedre søvnen, øge menneskets immunitet og hjælpe med behandlingen af kroniske sygdomme som kræft og forhøjet blodtryk. Forskellige plantedele kan frigive flygtige komponenter, og studiet af flygtige metabolitter i forskellige plantedele er nyttigt for udviklingen og udnyttelsen af forskellige plantedele.

Denne undersøgelse udførte metabolomics-analyse af flygtige metabolitter i palmernes rødder, grene og blade og identificerede 589 flygtige metabolitter, opdelt i 16 kategorier, herunder terpener, estere, heterocykliske forbindelser og kulbrinter. Fra resultaterne af PCA kan det ses, at der er forskelle mellem forskellige dele; klyngedannelsesresultaterne viser, at de fleste metabolitter har relativt høje niveauer i grene og blade.

De forskellige metabolitter mellem rødder og grene, rødder og blade er terpener, estere, heterocykliske forbindelser, kulbrinter og alkoholer, blandt hvilke terpener, estere, heterocykliske forbindelser og nedregulerede tilstande er de vigtigste, med betydeligt reduceret mængde i rødder; Opreguleringen af forskellige metabolitter mellem kulbrinter og alkoholer er dominerende, og disse to typer stoffer akkumuleres betydeligt opad i rødderne. De forskellige metabolitter mellem grene og blade domineres af opregulerede tilstande, hvor terpener er de vigtigste opregulerede komponenter.

Terpenoider er vidt udbredte i naturen og vigtige flygtige forbindelser i planter. De har antitumor-, antibakterielle, antiinflammatoriske, beroligende og dulmende virkninger og bruges i vid udstrækning inden for mange områder som essenser, krydderier, daglige kemiske produkter osv. Denne undersøgelse identificerede 162 terpenoidmetabolitter i palmer. Ophobningen af de fleste terpenoider falder i rødderne og ophobes i grene og blade, med højere niveauer i bladene. Men ophobningen af terpenoider som limonen, β-ionon, α-pinen, α-terpineol, magnolol og cedarol øges. Mange af disse forbindelser har vist sig at have vigtige farmakologiske aktiviteter og funktionelle effekter, f.eks. limonen, som er en af de vigtigste repræsentative komponenter i monoterapiforbindelser og findes i stor udstrækning i planter som citroner, appelsiner og mandarinskaller. Det har stærke bredspektrede antibakterielle virkninger og har gode hæmmende virkninger på fødevarebårne patogener, plantepatogene svampe osv. β-ionon er et vigtigt krydderi og en forløberforbindelse til syntese af retinsyre, retinol, β-caroten og A-vitamin. Det har en stærk hæmmende effekt på brystkræftceller, mavekræftceller, leverkræftceller, prostatakræftceller osv.; α - pinen og α - terpineol er hovedkomponenterne i terpentin og mellemprodukter til syntese af forskellige vigtige organiske forbindelser. De har forskellige aktiviteter såsom antibakterielle, antiinflammatoriske og anticancer.

Ifølge analysen af differentierede metabolitters metaboliske veje er differentierede metabolitter betydeligt beriget i biosyntesevejene for sesquiterpener og triterpener. Ni forskellige metabolitter, herunder trans - β - farnesen, α - farnesen, β - selen og β - myrra, er involveret i denne syntetiske vej. Biosyntesevejene for sesquiterpener og triterpener er en af de vigtigste veje til terpenoid-syntese. Forskellene i terpenoidindholdet i forskellige dele er tæt forbundet med reguleringen af terpenoidrelaterede gener og katalysen af tilsvarende enzymer. Der er behov for yderligere dybdegående forskning i de relevante regulerende gener.

Sammenfattende er grene og blade af Anthurium palmatum rige på flygtige metabolitter, og terpenoiderne med mange vigtige aktiviteter er opreguleret. Grenene og bladene er vigtige dele for udviklingen og udnyttelsen af Anthurium palmatum. Baseret på de flygtige metabolitter kan de udvikles til en række ikke-træprodukter såsom duftende pulver, røgelse, æterisk olie osv. Derudover kan palmetræet plantes som en træart for at forbedre sundheden inden for skovsundhed. Det kan spille en rolle i de sundhedsmæssige fordele ved flygtige metabolitter i skovbadeområder, sundhedsstier, udendørs fritidssteder og andre miljøer.