金柑（Fortunella Swingle）是芸香科柑橘亚族的一类果树，果实被称为“柑橘家族中的小宝石”[1]。目前，人们将金柑分为山金柑（F.hindsii Swingle）、罗浮（F. margarita Swingle）、罗纹（F. japonica Swingle）、金弹（F.crassifolia Swingle）、长叶金柑（F.polyandra Tanaka）和长寿金柑（F.obovata Tanaka）6个种[2]。金柑原产自中国东南部，在我国的广西阳朔和融安、湖南浏阳、福建尤溪和江西遂川等地规模化栽培[3]。金柑鲜果主要应用于鲜食，除了果脯和果酒等食品开发外，精油以及药用成分的提取工艺也在逐渐开发和完善[4]。
遂川金弹主要种植于江西省遂川县，栽培历史已有近千年。据资料记载，浏阳金弹引种于遂川，但引种时间尚无法考证[5]，现主要种植于湖南省浏阳市沿溪镇、官渡镇和达浒镇。前期研究发现，浏阳金弹和遂川金弹在果实品质上存在一定差异，主要表现为遂川金弹的可溶性糖含量和糖酸比显著高于浏阳金弹，可滴定酸含量略高于浏阳金弹[6]。此外，两种金弹果实的物候期也存在明显区别。相较遂川金弹，浏阳金弹的首次现蕾期较迟，花期稍短，成熟期更短[7]，对果实品质具有一定影响。
随着植物代谢组学的快速发展，气相色谱（GCMS）、高效液相色谱（HPLC）和超高效液相色谱与三重四极杆质谱联用（UPLC-QqQ-MS/MS）技术在金柑中已普及应用，对不同金柑种质的次生代谢产物进行了分析研究[8-9]。金柑中次生代谢产物十分丰富，主要包括类黄酮、酚酸[10]、挥发性成分[11]、类胡萝卜素[12]和柠檬苦素[13]等，研究发现次生代谢产物的含量及分布在不同金柑种质中存在差异[14-16]。在次生代谢产物中，类黄酮化合物备受关注。金柑苷（Fortunellin）是金柑中独有的一种黄酮化合物（Flavone）；此外，金柑中类黄酮化合物包括以橙皮素（Hesperetin）、柚皮苷（Naringin）为代表的黄烷酮（Flavanone）、以槲皮素（Quercetin）、山奈酚（Kaempferol）为代表的黄酮醇（Flavonol），同时富含糖苷化衍生物及多甲氧基黄酮。金柑果实中的次生代谢产物在抑菌[17-18]、抗癌[19-20]、降血糖血脂[21-22]、抗氧化[23-24]等方面展现出良好的发掘潜力。
本研究结合非靶代谢组学和靶向代谢组学技术，对浏阳金弹和遂川金弹果实进行代谢物差异分析，阐明两种金弹果实中类黄酮的积累差异，明确其果实品质差异的代谢基础，为金柑果实的食品加工及其他应用提供理论依据，为优质金柑种质资源的跨区域引种选育及产业化推广提供参考，对促进特色柑橘种质资源保护与可持续利用具有重要实践意义。
1 材料和方法
1.1 样品材料
本研究以2021—2023 年采自湖南浏阳湖南农业大学金柑种质资源圃的浏阳金弹（LYJD）、江西遂川金柑种植园的遂川金弹（SCJD）果实作为试验材料。从树体上部4个方向采集完全成熟、无病虫害、无损伤且大小一致的果实，处理后获得整果、果皮、种子和果肉，依次为果实组、果皮组、种子组和果肉组，分别经真空冷冻干燥48 h后，使用磨样机将样品制成干粉，过40 目筛，密封避光保存于低温冰箱。检测时，等量称取各年度样品干粉，混匀后采用四分法取样。
1.2 试剂仪器
岛津Nexera X2 超高效液相色谱仪（日本Shimadzu 公司），TripleTOF 5600质谱仪（美国AB SCIEX 公司），KQ520ODE 超声仪（江苏昆山市超声仪器有限公司），Thermo Scientific Vanquish Core HPLC 高效液相色谱仪（美国赛默飞公司），Q Exactive HF-X MS Orbitrap 质谱仪器（美国赛默飞公司），甲醇、乙腈等试剂均为色谱级。
1.3 两种金弹果实次生代谢物的非靶向代谢组学检测
1.3.1 样品制备 称取0.05 g提前制备的金弹干粉于2 mL EP管中，精准加入1.5 mL 70%甲醇并摇匀，超声提取40 min，随后10000 r·rpm-1离心10 min，将上清液转移至新的2 mL EP管中。提取液经0.22 mm有机相针式滤器过滤，转入进样瓶中涡旋30 s，准备上机。每个样品组准备3个待测样品作为生物学重复。从每个样品提取液中吸取等体积样品，混合制备质控样本（Quality Control，QC），用于在超高效液相色谱与四极杆飞行时间质谱联用分析过程中监测方法的稳定性和数据的可靠性。
1.3.2 仪器检测条件 液相条件：色谱柱为Waters HSS T3（1.8 μm，2.1 mm×100 mm）；进样量为5.0 μL；流速为0.3 mL·min-1；色谱柱温度为45 ℃；流动相A相为0.1%甲酸水溶液，B 相为0.1%甲酸乙腈溶液。梯度洗脱程序设置如表1。
表1 色谱梯度洗脱程序
Table 1 Chromatographic gradient elution procedure
保留时间Retention time/min 0～5 5～7 7～21 21～23 23～28 28～30流动相B Mobile phase B/%2 2～13 13～21 21～30 30～100 100流动相A Mobile phase A/%98 87～98 79～87 70～79 0～70 0
质谱条件：数据采集使用数据独立采集（Data independent acquisition，DIA）模式。离子源为电喷雾离子源（Turbo spray）；扫描方式是正（ESI+）、负（ESI-）离子模式，具体质谱条件如表2，每次分析前使用自动校准传输系统进行精确质量校准。
表2 Triple TOF 5600 质谱仪参数设置
Table 2 Parameter setting of Triple TOF 5600 mass spectrometer
参数Parameter TOF-MS 扫描范围TOF-MS scan range TOF-MS/MS 扫描范围TOF-MS/MS scan range TOF-MS,TOF-MS/MS累积时间TOF-MS,TOF-MS/MS Cumulative time/ms喷雾电压Spray voltage/kV锥孔电压Cone voltage/V雾化气流速Atomizing gas flow rate/(L·min-1)辅助气流速Auxiliary gas flow rate/(L·min-1)气帘气流速Curtain gas flow rate/(L·min-1)质谱碰撞能量Mass spectrometry collision energy/eV碰撞能量扩展Collision energy expansion/eV正离子模式ESI+mode m/z 100～800 m/z 50～1200 150 5.5 80 50 50 35 35 15负离子模式ESI-mode m/z 100～800 m/z 50～1200 150-4.5-80 50 50 35-35 15
1.3.3 数据采集处理 将采集的数据进行去噪、归一化、峰对齐、峰面积提取、保留时间校正及数据预处理后，将数据转化成数据矩阵。使用SIMCA 14.1软件进行主成分分析（PCA）、差异代谢物筛选。将差异代谢物上传至京都基因和基因组数据库（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）进行代谢通路分析，寻找具有显著差异的代谢通路。
1.4 两种金弹果实类黄酮靶向代谢组学检测
1.4.1 样品制备 精确称取100 mg 冷冻干燥的金柑粉末于EP 管，加入1 mL 70%甲醇水溶液（-20 ℃预冷），涡旋混匀后转移至2 mL 研磨管，60 Hz 研磨90 s。冰上静置30 min，以实现充分提取。然后在4 ℃，12 000 r·min-1下离心3 min，吸取300 μL 上清液至新的EP管。在真空离心浓缩仪中干燥后，溶解在50 μL 70%甲醇水溶液中，离心后吸取30 μL上清液进行上机检测。每个样品组准备3个待测样品作为生物学重复。
1.4.2 仪器检测条件 液相条件：使用Thermo Scientific Vanquish Core HPLC 高效液相色谱仪，通过CSH C18 色谱柱（50 mm×2.1 mm；1.7 μm，Waters）对目标化合物进行色谱分离。液相色谱A 相为10 mmol·L-1乙酸铵水溶液，B相为乙腈。柱温箱和样品盘温度分别设置为40 ℃和15 ℃，进样体积为1 μL。
质谱条件：使用Thermo Fisher Q Exactive HFX MS Orbitrap质谱仪进行质谱分析，离子源参数如下：喷雾电压（spray voltage）3200 V，毛细管温度（capillary temp）320 ℃，鞘气流速（sheath gas）30 arb，辅助气流速（aux gas）10 arb，辅助气加热温度（Aux gas heater temp.）400 ℃。
1.4.3 数据采集处理 使用Thermo Xcalibur Qual Browser 软件进行目标化合物的数据采集、处理及定性定量分析。
2 结果与分析
2.1 两种金弹果实非靶代谢组学检测分析
2.1.1 两种金弹果实非靶代谢组学检测结果 经过预处理剔除可能的假阳性代谢物后，在浏阳金弹和遂川金弹的果实组、果皮组、种子组和果肉组中，分别在正、负离子模式下检测出的代谢物数量如表3所示，包括聚酮化合物、有机含氧化合物、羧酸和复聚衍生物、类黄酮化合物、苯及取代衍生物等。
表3 浏阳金弹和遂川金弹非靶代谢物检出数量
Table 3 The quantities of non-target metabolites detected in Liuyangjindan and Suichuanjindan
组别Group果实组Fruit group果皮组Peel group种子组Seed group果肉组Pulp group正离子模式/种ESI+mode/species 3192负离子模式/种ESI-mode/species 2186总计/种Total/species 5378 2883 2610 5493 2617 2534 5151 2393 2434 4827
2.1.2 两种金弹果实代谢物主成分分析 对两种金弹样本组别中检测到的代谢物分别进行主成分分析，如图1 所示。在正、负离子模式下，质控样本均聚集在PCA图的中心区域附近，表明仪器在运行过程中稳定可靠，试验数据有效。同时，PCA 图清晰地区分了2 组样品。其中，第一主成分和第二主成分对模型的累计贡献率均在85%以上，且所有样本点均位于在95%置信区间内，表明各组间的分析数据可信度高，两种金弹果实及各部位的代谢物存在明显差异。
图1 两种金弹不同样本组别代谢物的正离子模式（A，C，E，G）、负离子模式（B，D，F，H）的主成分分析
Fig.1 PCA plots of metabolites in different sample groups of two kumquats in positive ion mode(A,C,G,E)and negative ion mode(B,D,F,H)
A-B. 果实组；C-D. 果皮组；E-F. 种子组；G-H. 果肉组。
A-B.Fruit group;C-D.Peel group;E-F.Seed group;G-H.Pulp group.
2.1.3 两种金弹果实差异代谢物筛选 根据t 检验P-value＜0.05 和VIP＞1 的标准确定两种金弹果实及各部位代谢物的显著差异程度；同时，以FC＞2的标准筛选有效差异代谢物，基于筛选结果绘制了火山图（图2）。以遂川金弹作为对照，差异代谢物上调表明其在浏阳金弹中的相对含量更高，下调则为遂川金弹。在两种金弹的果实组筛选到1709 种差异代谢物，占检出代谢物的31.78%，其中858种表现为下调，851种表现为上调；果皮组中筛选出1486种差异代谢物，占检出代谢物的27.05%，包括870种下调代谢物，616 种上调代谢物；种子组中筛选出871种差异代谢物，占检出代谢物的16.91%，包括434种下调代谢物，437 种上调代谢物；果肉组中筛选到1250 种差异代谢物，占检出代谢物的25.90%，其中697种呈下调趋势，553种呈上调趋势。由此可以发现各对比组中的代谢物差异明显，除种子组外，其余3个对比组的下调差异代谢物居多。种子组中的差异代谢物数量占比最少，说明两种金弹种子中的代谢物差异较小。
图2 两种金弹不同样本组别差异代谢物筛选火山图
Fig.2 Volcano map of differential metabolites screening in different sample groups of two kumquats
A. 果实组；B. 果皮组；C. 种子组；D. 果肉组。
A.Fruit group;B.Peel group;C.Seed group;D.Pulp group.
2.1.4 两种金弹KEGG差异通路富集分析 对两种金弹样本组别中筛选到的差异代谢物进行KEGG差异通路富集分析，以确定差异代谢物主要参与的代谢通路和信号转导通路，进一步探究两种金弹的代谢差异。KEGG 差异通路富集分析表明，在各组别中，新陈代谢为主要的一级通路，代谢通路和次生代谢产物的生物合成则是富集程度最高的两条二级通路（图3～图6）。
图3 浏阳金弹和遂川金弹果实的KEGG 富集分析
Fig.3 KEGG enrichment analysis of Liuyangjindan and Suichuanjindan fruits
图4 浏阳金弹和遂川金弹果皮的KEGG 富集分析
Fig.4 KEGG enrichment analysis of Liuyangjindan and Suichuanjindan peels
图5 浏阳金弹和遂川金弹种子的KEGG 富集分析
Fig.5 KEGG enrichment analysis of Liuyangjindan and Suichuanjindan seeds
图6 浏阳金弹和遂川金弹果肉的KEGG 富集分析
Fig.6 KEGG enrichment analysis of Liuyangjindan and Suichuanjindan pulps
2.1.5 两种金弹的差异代谢通路分析 果实差异代谢通路KEGG 富集分析表明（图7），卟啉代谢（Porphyrin metabolism）、组氨酸代谢（Histidine metabolism）、丙酮酸代谢（Pyruvate metabolism）、氨基酸的生物合成（Biosynthesis of amino acids）、多种植物次生代谢产物的生物合成（Biosynthesis of various plant secondary metabolites）是两种金弹果实中代谢物差异表达最高的5条关键通路。卟啉代谢是最显著的通路，共涉及9种差异代谢物。其中，L-苏氨酸（L-Threonine）、L-谷氨酸（L-Glutamate）等4 种代谢物相对含量降低，而尿卟啉原Ⅲ（UroporphyrinogenⅢ）、原卟啉原Ⅸ（Protoporphyrinogen Ⅸ）、尿卟啉原Ⅰ（Uroporphyrinogen Ⅰ）等5 种代谢物相对含量升高。L-谷氨酸、尿卟啉原Ⅲ和原卟啉原Ⅸ均集中在5-氨基乙酰丙酸（ALA）的生物合成与代谢中。进一步发现浏阳金弹果实中ALA相对含量更高，这可能促进了其成熟期缩短。丙酮酸代谢通路涉及草酰乙酸（Oxalacetic acid）、(R)-2-乙基苹果酸［(R)-2-ethylmalic acid］、乙酰磷酸（Acetylphosphate）、苹果酸（Malic acid）等6 种酸类化合物，且在浏阳金弹中的积累均呈下降趋势。KEGG 代谢图谱显示，草酰乙酸和苹果酸还参与了柠檬酸循环（Citrate cycle），其相对含量降低，表明其柠檬酸循环较不活跃，导致有机酸积累减少，进而影响果实品质。
图7 浏阳金弹和遂川金弹果实差异代谢物KEGG 富集分析
Fig.7 KEGG enrichment analysis of differential metabolites in Liuyangjindan and Suichuanjindan fruits
果皮差异代谢通路KEGG 富集分析表明（图8），代谢物差异表达最高的5 条关键代谢通路分别为烟酸和烟酰胺代谢（Nicotinate and nicotinamide metabolism）、咖啡因代谢（Caffeine metabolism）、萜类骨架生物合成（Terpenoid backbone biosynthesis）、倍半萜和三萜生物合成（Sesquiterpenoid and triterpenoid biosynthesis）、类黄酮化合物的生物合成（Flavonoid biosynthesis）。烟酸和烟酰胺代谢通路涉及7 种次生代谢物，其中除烟酰胺（Niacinamide）相对含量升高外，烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸（NADP+）、琥珀酸（Succinic acid）、L-天冬氨酸（L-Aspartic acid）等6种代谢物相对含量均降低。NADP+和琥珀酸相对含量降低可能影响细胞的氧化还原平衡和TCA循环效率，暗示两种金弹在能量代谢途径上存在分化，影响其糖酸积累。在类黄酮化合物的生物合成通路中，富集到7 种差异代谢物。其中，芹菜素（Apigenin）和表儿茶酸（Epicatechin）相对含量降低，山奈酚、根皮苷（Phloridzin）、紫云英苷（Astragalin）等5种代谢物相对含量升高。
图8 浏阳金弹和遂川金弹果皮差异代谢物KEGG 富集分析
Fig.8 KEGG enrichment analysis of differential metabolites in Liuyangjindan and Suichuanjindan peels
种子差异代谢通路KEGG 富集分析表明（图9），丙酮酸代谢、类黄酮化合物的生物合成、异喹啉类生物碱的生物合成（Isoquinoline alkaloid biosynthesis）、烟酸和烟酰胺代谢、色氨酸代谢（Tryptophan metabolism）是代谢物差异表达最高的5 条关键通路。在差异最显著的丙酮酸代谢通路中，延胡索酸（Fumaric acid）、甲基乙二醛（Methylglyoxal）相对含量呈下降趋势，而(R)-2-乙基苹果酸、S-乙酰双氢硫辛酸酰胺-E（S-Acetyldihydrolipoamide-E）相对含量则呈上升趋势，表明两种金弹在能量代谢途径上存在差异。类黄酮代谢通路涉及5 种差异代谢物，金丝桃苷（Hesperetin）、新橙皮苷（Neohesperidin）、表阿夫儿茶精（Epiafzelechin）相对含量呈上升趋势，而芹菜素、表没食子儿茶素（Epigallocatechin）相对含量则呈下降趋势。
图9 浏阳金弹和遂川金弹种子差异代谢物KEGG 富集分析
Fig.9 KEGG enrichment analysis of differential metabolites in Liuyangjindan and Suichuanjindan seeds
果肉差异代谢通路KEGG 富集分析表明（图10），代谢物差异表达最高的5条关键代谢通路依次是氨基糖和核苷酸糖代谢（Amino sugar and nucleotide sugar metabolism）、色氨酸代谢、泛醌和其他萜类-醌的生物合成（Ubiquinone and other terpenoidquinone biosynthesis）、次生代谢产物（Biosynthesis of secondary metabolites）、α-亚麻酸代谢的生物合成（alpha-Linolenic acid metabolism）。在氨基糖和核苷酸糖代谢通路中，N,N'-二乙酰壳二糖（N,N'-diacetylchitobiose）、N-乙酰神经氨酸9-磷酸（N-Acetylneuraminic acid 9-phosphate）、壳二糖（Chitobiose）相对含量降低，D-氨基葡糖苷（D-Glucosaminide）、UDP-D-半乳糖（UDP-D-galactose）、D-果糖6-磷酸（D-Fructose 6-phosphate）相对含量升高，表明在浏阳金弹中，多糖合成更活跃，积累更多。在α-亚麻酸代谢的生物合成通路中，茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate）相对含量降低，反式-2-烯酰基-OPC6-辅酶A（trans-2-Enoyl-OPC6-CoA）相对含量升高，其中茉莉酸甲酯相对含量变化会对果实品质产生影响。
图10 浏阳金弹和遂川金弹果肉差异代谢物KEGG 富集分析
Fig.10 KEGG enrichment analysis of differential metabolites in Liuyangjindan and Suichuanjindan pulps
2.2 两种金弹整果中类黄酮含量的比较
24 种类黄酮代谢物在两种金弹整果中的含量分析结果如图11所示。在黄酮代谢物中，牡荆素鼠李糖苷含量最高，其中浏阳金弹中的含量（128.04±0.79 μg·g-1）显著高于遂川金弹（102.24±1.21 μg·g-1）；维采宁-2 含量次之，浏阳金弹为22.22±0.51 μg·g-1，遂川金弹为20.91±0.12 μg·g-1；其余黄酮含量均较低。在13种黄酮醇代谢物中，杨梅素、杨梅素-3-O-半乳糖苷和山奈酚在浏阳金弹中的含量较高。其中，杨梅素-3-O-半乳糖苷在浏阳金弹中的含量（60.15±0.63 μg·g-1）极显著高于遂川金弹（51.54±0.49 μg·g-1）。相反，异槲皮素、槲皮素、金丝桃苷、杨梅素-3-O-葡萄糖苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷含量在遂川金弹中更高。如在遂川金弹中异槲皮素含量（82.62±0.34 μg·g-1）极显著高于浏阳金弹（50.22±0.60 μg·g-1）。此外，在黄烷酮代谢物中，柚皮苷含量在浏阳金弹和遂川金弹中分别为13.40±0.13 μg·g-1和9.87±0.10 μg·g-1，而柚皮素含量在两者中均低于1 μg·g-1。异黄酮代谢物葛根素含量在两种金弹中极低，仅约0.005 μg·g-1，而在葛根中约为15 mg·g-1[25]，表明这两种金弹不适合用于葛根素的提取研究。因此，在24 种类黄酮代谢物中，除杨梅素-3-O-葡萄糖苷、柚皮素、葛根素外，其余类黄酮含量在两种果实中均存在显著差异；牡荆素鼠李糖苷、金丝桃苷、异槲皮素、杨梅素-3-O-半乳糖苷含量较高。
图11 浏阳金弹、遂川金弹类黄酮代谢物含量及代谢通路
Fig.11 Liuyangjindan,Suichuanjindan flavonoid metabolite content and metabolic pathway
两种金弹整果的类黄酮含量差异显著性分析（*，P＜0.05；**，P＜0.01；***，P＜0.001）。
Analysis of the significant difference in flavonoid content between the two kinds of kumquats(*,P＜0.05;**,P＜0.01;***,P＜0.001).
2.3 两种金弹果实不同部位中类黄酮物质含量的比较
由图12 可知，果皮中主要含有金丝桃苷、槲皮素、异槲皮素和杨梅素等类黄酮物质，前3种物质含量在遂川金弹中更高，杨梅素则在浏阳金弹中更高。柚皮苷是柑橘类果实苦味物质的主要来源之一，且主要分布在果皮中。研究发现在柑橘和甜橙果皮中，柚皮苷含量最高，分别为98.978±3.627 mg·g-1和42.133±4.775 mg·g-1[26]。然而，在两种金弹的果皮中，柚皮苷含量约为10 μg·g-1，远低于柑橘和甜橙，这可能是金柑类果实可食用率高的原因之一。同时，两种金弹果肉中柚皮苷含量高于果皮，且浏阳金弹果肉中含量更高，导致浏阳金弹苦味更强。维采宁-2 在浏阳金弹中主要分布于果肉和种子中，而在遂川金弹中则主要分布于果皮中。牡荆素鼠李糖苷、杨梅素-3-O-半乳糖苷和杨梅素-3-O-葡萄糖苷主要分布于果皮和果肉中。其中，牡荆素鼠李糖苷含量在浏阳金弹中较高，而后两种物质含量则在浏阳金弹果肉中更高。山柰酚-3-O-芸香糖苷主要分布于种子中，尤其在遂川金弹种子中含量更高。综上所述，在24种类黄酮物质中，除了维采宁-2外，其他类黄酮在两种金弹中的主要积累部位相同。
图12 浏阳金弹和遂川金弹果实不同组别类黄酮含量聚类热图
Fig.12 Cluster heat map of flavonoid content in different smaple groups of Liuyangjindan and Suichuanjindan
3 讨 论
3.1 主要差异代谢通路对两种金弹果实品质的影响
研究人员对未成熟的桃[27]、梨[28]进行外源ALA处理，发现ALA 处理能够促进果实着色与成熟，缩短果实成熟期。本试验发现，在浏阳金弹果实ALA生物合成代谢途径中，L-谷氨酸相对含量降低，而尿卟啉原Ⅲ和原卟啉原Ⅸ相对含量均升高，这一变化表明该途径代谢活动更为活跃，可能是导致浏阳金弹果实成熟期较短的关键因素之一。同时，李金强等[29]在柑橘早、中、晚熟品种的研究中发现，晚熟品种的果实品质优于早熟品种。浏阳金弹成熟期缩短导致果实品质低于遂川金弹，该趋势与前期研究结果吻合。
丙酮酸代谢是能量代谢的主要途径，与糖酵解、柠檬酸循环等途径密切相关。在两种金弹果实中，丙酮酸代谢通路中的差异代谢物草酰乙酸和苹果酸能够参与柠檬酸循环，进而生成柠檬酸及其他代谢产物。而柑橘类果实是典型的柠檬酸型果实[30]，其有机酸积累特性与草酰乙酸、苹果酸含量密切相关。同时，有机酸含量是影响果实食用品质的重要因素。这两种代谢物在浏阳金弹中的相对含量低于遂川金弹，表明浏阳金弹中有机酸积累量低于遂川金弹，这与前期测定结果相符[6]，再次证实遂川金弹果实食用品质优于浏阳金弹。
氨基糖和核苷酸糖代谢是植物糖代谢的核心部分，在两种金弹果肉中，该代谢通路的差异代谢物主要富集于尿苷二磷酸（Uridine diphosphate，UDP）糖的合成代谢。D-氨基葡糖苷、UDP-D-半乳糖、D-果糖6-磷酸是植物多糖生物合成途径中重要的中间产物，其相对含量升高表明在浏阳金弹中多糖合成更活跃，积累更多，更适合金柑多糖的提取。天然的植物多糖还具有抑菌、降血糖血脂、免疫调节等多种生物活性[31-32]。Zeng等[23，33-35]建立了金柑多糖的提取工艺，并验证了金柑多糖在抑菌、抗氧化、降血脂等方面的生物活性。UDP-D-半乳糖是UDP-D-葡萄糖经UDP-D-葡萄糖4-差向酶（UGE4）催化生成，UGE4通过调控UDP-D-半乳糖的供应，可间接影响细胞壁多糖的合成[36]，进而可能影响果肉质地。
类黄酮是柑橘类水果中一类重要的次生代谢物，在抗癌、抗氧化、降血脂等医药领域具有重要应用价值[37]。在对两种金弹果皮和种子类黄酮生物合成通路中的差异代谢物进行比较时，发现金丝桃苷、新橙皮苷和芹菜素是较丰富的差异代谢物，在抗氧化、抗癌、抑菌等方面都具有显著作用[38-41]，这为两种金弹药用价值的开发建立了理论基础。
在两种金弹果皮中，烟酸和烟酰胺代谢是主要的通路。烟酸和烟酰胺是维生素B3 的两种主要形式[42]，烟酰胺在抗氧化、抗衰老方面具有积极作用[43]，并通过抗氧化应激及细胞凋亡等途径对碘造影剂导致的急性肾损伤发挥保护作用[44]。α-亚麻酸代谢生物合成通路是两种金弹果肉中代谢物差异表达较高的通路，该通路中的茉莉酸甲酯能够促进果实着色，并提升果实品质[45-47]。此外，茉莉酸甲酯在植物抗病[48]、抗逆性[49-50]方面具有明显作用。茉莉酸甲酯积累下降，表明浏阳金弹的逆境防御反应可能减弱，或代谢资源向生长调控倾斜。
综上所述，浏阳金弹果实中活跃的ALA生物合成与代谢活动导致成熟期缩短，果实品质低于遂川金弹；同时，其果肉中多糖合成较活跃，适合多糖的提取研究；遂川金弹中的有机酸积累更多。这些代谢差异共同决定了两者在果实品质、贮藏性和潜在药用价值方面的特性表型，并为品种选育与开发利用提供了理论依据。
3.2 类黄酮含量影响两种金弹的药用开发
通过对两种金弹果实中24 种类黄酮物质进行分析，发现其含量与分布存在一定差异，该差异可为金弹果实的生产应用提供依据。牡荆素鼠李糖苷独特的结构组成使其除了拥有抗氧化、抗炎、抗癌和心血管保护等生物活性外，还能够保护心肌和改善心肌损伤[51-52]、调节脂代谢[53]，并可抑制酒精诱导的胃上皮细胞焦亡[54]。牡荆素鼠李糖苷是两种金弹中含量最高的黄酮代谢物，但在两者的果实部位中分布不同，且在浏阳金弹中含量较高。因此，浏阳金弹更适合作为提取牡荆素鼠李糖苷的原料。槲皮素、异槲皮素、金丝桃苷在抗癌、抗肿瘤[55]、抗氧化[56]等方面具有药理作用，其中槲皮素在类风湿关节炎缓解[57]、心肌保护[58]和脊髓修复[59]中具有突出表现。这些黄酮醇主要存在于遂川金弹的果皮中，因此，遂川金弹果皮更适合作为提取原料。研究发现，杨梅素在抗癌[60]、预防糖尿病[61]、抑菌[62]、抗肿瘤[63]等方面具有药理作用，杨梅素-3-O-半乳糖苷[64-65]和杨梅素-3-O-葡萄糖苷[66]在医疗药用方面也具有开发价值。基于杨梅素、杨梅素-3-O-半乳糖苷和杨梅素-3-O-葡萄糖苷在两种金弹果实中的含量比较，浏阳金弹作为杨梅素-3-O-半乳糖苷提取原料的潜力更大。在山奈酚的衍生物中，山柰酚-3-O-芸香糖苷含量更高，且主要存在于遂川金弹的种子中。山柰酚-3-O-芸香糖苷具有多种药理活性，研究表明其在护肝护心、预防和治疗中枢神经系统疾病等方面发挥作用[67-69]。
4 结 论
浏阳金弹更适宜于金柑多糖的提取，其果皮和果肉均可用于提取牡荆素鼠李糖苷；果实中活跃的ALA生物合成与代谢活动导致果实成熟期缩短，降低了果实品质。遂川金弹果实的食用品质优于浏阳金弹，更适合鲜食；同时，其果皮更适宜于金丝桃苷、槲皮素、异槲皮素的提取，种子可用于提取山柰酚-3-O-芸香糖苷。
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