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The Anthocyanin Metabolic Profiling Analysis of Three Purple Brassica rapa Vegetables

紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷分析



全 文 :园 艺 学 报 2014,41(8):1707–1715 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期:2014–03–17;修回日期:2014–05–28
基金项目:国家‘863’计划项目(2012AA100101);国家自然科学基金项目(31301771,31201628)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:wangxiaowu@caas.cn)
紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷分析
郭 宁,郑姝宁,武 剑,程 锋,梁建丽,王晓武*
(中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
摘 要:在对紫菜薹(Brassica rapa L. ssp. chinensis var. purpurea Baile.)以及芜菁(Brassica rapa ssp.
rapifera Metzg.)和白菜[Brassica rapa L. ssp. chinensis(L.)Makino]中的紫色品种类型叶片中花青苷分布
特点研究的基础上,结合利用 UFLC-UV-Q-Trip-MS 和 UPLC-Q-TOF-MS 两种液相色谱质谱联用(LC–
MS)技术,对叶片中花青苷代谢物谱进行分析鉴定。结果表明,花青苷在紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜
叶片中积累的部位并不相同,主要分布于紫菜薹和紫色芜菁叶柄的表皮细胞,以及紫色白菜叶片的上表
皮细胞中。3 种蔬菜中共鉴定出 23 种花青苷,其中紫菜薹和紫色白菜含有的花青苷种类相同,为 17 种不
同酰基化取代的矢车菊素–3–双/三葡萄糖苷–5–葡萄糖苷;紫色芜菁中检测出与紫菜薹和紫色白菜不
同的 6 种花青苷,为不同酰基化的天竺葵素–3–双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷。
关键词:紫菜薹;芜菁;白菜;花青苷;代谢谱分析
中图分类号:S 634.6;S634.3;S634.9 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2014)08-1707-09

The Anthocyanin Metabolic Profiling Analysis of Three Purple Brassica
rapa Vegetables
GUO Ning,ZHENG Shu-ning,WU Jian,CHENG Feng,LIANG Jian-li,and WANG Xiao-wu*
(Institute of Vegetables and Flowers,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China)
Abstract:The purple color of purple flowering Chinese cabbage(Brassica rapa L. ssp. chinensis var.
purpurea Baile.)as well as purple types of turnip(Brassica rapa ssp. rapifera Metzg.)and pakchoi
[Brassica rapa L. ssp. chinensis(L.)Makino] is due to anthocyanin accumulation. To investigate the
distribution and metabolic profiling of anthocyanins in the leaves of these vegetables,tissue sections of
leaves were observed, as well as the analytical method combining two LC–MS techniques,
UFLC-UV-Q-Trap-MS and UPLC-Q-TOF-MS,were performed for the identification of anthocyanins. The
anthocyanin pigments were mainly accumulated in the petiole epidermis of purple flowering Chinese
cabbage and purple turnip,while in the upper epidermis of blades of purple pakchoi. In total,23
anthocyanins were detected and identified in the leaves of these vegetales. Seventeen different acylated
cyanidin 3-di/triglucoside-5-glucosides were detected and identified in purple flowering Chinese cabbage
and purple pakchoi. Six anthocyanins in purple turnip were identified as different acylated pelargonidin
3-diglucoside-5-glucosides. Based on these results the metabolic profiling of anthocyanins was extensively
characterized in these three purple Brassica rapa vegetables.

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Key words:purple flowering Chinese cabbage;turnip;pakchoi;anthocyanin;metabolic profiling
analysis

黄酮类物质作为一种主要的次生代谢产物,在植物的整个生长发育过程中发挥着广泛而重要的
生物学作用(Harborne et al.,1999;Andersen & Markham,2006)。花青苷与其它黄酮类物质一样,
具有非常强的抗氧化活性(Yamasaki et al.,1997),由于其具有潜在预防心脑血管疾病和抗癌的保
健功效,近年来受到人们广泛关注(Steyn et al.,2002)。然而花青苷的生物活性和生物利用度在很
大程度上取决于它们在植物体内的化学结构和组成成分(Prior & Wu,2006),因此对花青苷代谢物
谱的鉴定分析已经成为植物次生代谢产物研究的热点之一。
白菜类蔬菜富含膳食纤维、维生素、硫甙等有益次生代谢产物,也是膳食中黄酮类物质的重要
来源之一(Rochfort et al.,2006)。白菜类蔬菜包含一些紫色的亚种或变种,如紫菜薹、芜菁和白菜
中的紫色类型等,所含色素被鉴定为花青苷类化合物(Podsędek,2007)。由于艳丽的色彩和丰富的
营养价值,这些紫色蔬菜越来越受到消费者青睐。
目前关于白菜花青苷研究大多只来自于白菜样品的粗提物,极少涉及单体成分,而分子结构是
其生物活性的基础,有必要从化学组成和结构方面对白菜中花青苷类物质进行系统研究。由于白菜
中花青苷类代谢物种类众多、结构复杂,且稳定性差,常规的分离鉴定技术难度较大。近年来基于
高效液相色谱—紫外光谱(HPLC–UV)和高效液相色谱—质谱(HPLC–MS)的在线鉴定方法能
够快速获得大量有效的结构信息,完成对复杂样品中未知化合物的结构鉴定,极大地促进了植物次
生代谢产物研究的发展(He,2000;Sherma,2003;Lin & Harnly,2007;Yi et al.,2007)。但是目
前对白菜中黄酮类物质的研究较少,特别缺乏对花青苷代谢特性系统而深入的研究。
本研究中以紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜为对象,在对叶片中花青苷分布特性研究的基础上,
结合了 UFLC-UV-Q-Trip-MS 和 UPLC-Q-TOF-MS 两种液相色谱质谱联用(LC–MS)技术,完成花
青苷代谢物谱的鉴定分析,揭示了这 3 种主要紫色白菜类蔬菜中花青苷类物质的组成差异和积累特
性,为进一步研究花青苷类次生代谢产物在白菜中合成与积累的分子遗传机制,以及培育富含花青
苷的白菜新品种打下基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料及试剂
选取 3 份不同类型的紫色白菜类蔬菜,分别为‘改良十月红’紫菜薹(Brassica rapa L. ssp.
chinensis var. purpurea Baile.)、紫色的‘CGN06721’芜菁(Brassica rapa ssp. rapifera Metzg.)和紫
色的‘紫钻’白菜[Brassica rapa L. ssp. chinensis(L.)Makino](图 1)。于 2012 年秋季将材料种植
于中国农业科学院蔬菜花卉研究所日光温室内,每份材料 3 个重复,统一常规管理。在播种后 50 d
每株采集完全伸展、无病虫害、生长部位和大小相对一致的新鲜叶片 2 ~ 3 片(约 15 ~ 20 g),立即
冷冻干燥并碾成粉末后低温干燥保存,用于花青苷代谢物谱分析。
HPLC 级的乙腈、甲醇、甲酸和盐酸购于 Fisher Chemicals(上海)。HPLC 级的超纯水来自 Milli-Q
净水器(Millipore Corp.,Bedford,MA,USA)。
1.2 花青苷的组织定位
选取紫菜薹、紫色芜菁的叶柄切取 1 cm 的小段,选取紫色白菜的叶片切取 1 cm × 1 cm 的小块,
8 期 郭 宁等:紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷分析 1709

于蒸馏水中润湿备用;使用沾水的 2 层刀片纵切叶柄,横切叶片挑取较透明的薄片置于载玻片上,
加 1 滴清水后盖上盖玻片,于显微镜下观察并于物镜放大倍数 10×下照相。
1.3 花青苷的提取
花青苷的提取在 Lin 和 Harnly(2007)的方法上加以改进。精确称取 0.2 g 叶片冻干样品粉末于
50 mL 离心管中,加入酸化甲醇提取液(体积分数 0.1% HCl),震荡混匀后室温下超声提取 30 min。
其中酸化甲醇提取液能够防止花青苷的降解(Longo & Vasapollo,2006)。4 ℃下 5 000 r · min-1 离
心 15 min,上清液于 35 ℃旋转蒸干。取 2 mL 酸化超纯水(体积分数 0.1%甲酸)进行复溶,0.22 m
滤膜过滤,保存于–80 ℃用于花青苷代谢物谱分析。
1.4 LC–MS 分析
UFLC-UV-Q-Trip-MS 分析系统:色谱分析系统使用岛津公司的超速液相色谱系统(ultra-fast
liquid chromatography,ProminenceTM UFLC,Shimadzu,Japan)连接紫外检测器。色谱柱为 Shim-pack
XR-ODS column(75 mm × 2.0 mm,2.2 mm;Shimadzu,Japan),流速为 0.25 mL · min-1,柱温设定
为 40 ℃。样品的进样量为 5 L,流动相采用包含 A(0.1% 甲酸)和 B(乙腈)的二元流动相系统。
梯度条件如下:B 的浓度 0 ~ 25 min 从 5%上升到 15%,维持 20 min,45 ~ 60 min 从 15%上升到 18%,
60 ~ 70 min 从 18%上升到 95%,维持 2 min,然后降到 5%维持 3 min。花青苷的特定吸收光谱为 520
nm,记录此波长下的色谱图。质谱系统为 AB 公司三重四极杆线性离子阱质谱仪(AB SCIEX 5500
Q-trapTM,USA),匹配 turbo-spray 离子源。ESI 正离子模式进行检测,采用增强产物离子扫描(EPI)
模式以及 MS3 profile 扫描模式,获得 MS2 以及 MS3 质谱碎片信息。具体参数如下:雾化气压力
3.45 × 105 Pa,气帘气压力 2.41 × 105 Pa,干燥气压力 3.45 × 105 Pa,以上 3 种气体均为氮气;离子
源温度 550 ℃;进口电压 10 V;去簇电压 80 V;出口电压 16 V;离子源喷雾电压 5 500 V。为了获
得丰富的碎片信息,3 个平行的 EPI 扫描碰撞电压范围为 10 ~ 65 V。MS2 质谱图中响应最大的离子
被收集进行激发能量为 0.1 ~ 0.5 的 MS3 分析。
UPLC-Q-TOF-MS 分析系统:色谱分析系统使用安捷伦公司的超速液相色谱系统(ultra-high
performance liquid chromatography,UPLC,Agilent Technologies,USA)。色谱柱、洗脱梯度等色谱
参数与上述 UFLC 相同;高分辨率精确质量数测定采用 Agilent 6540 四级杆—飞行时间质谱仪
(Agilent Technologies,USA)配 ESI 离子源测定。正离子模式下进行全扫描分析,精确质量扫描
范围 m/z 100 ~ 1 700,分辨率为 100 000;干燥气和雾化气为氮气;雾化气电压 4.48 × 105 Pa,干燥
气流量 11 L · min-1,干燥气温度 350 ℃,毛细管电压为 4 000 V。
由于花青苷的标准对照品不易获得,在花青苷特征吸收波长 520 nm 检测的基础上,根据紫外
吸收光谱、保留时间、基于 Q-TOF MS 的精确质荷比数据,结合 Q-trap MS 和 Q-TOF MS 两种质谱
技术进行一级质谱全扫描以及产物离子扫描,对 3 种紫色蔬菜叶片提取物进行分析,获得丰富有效
的质谱数据,根据花青素苷元、糖基以及酰基取代基的种类和分子量,结合相关花青苷分析的文献
报道和数据库,完成花青苷组分的定性鉴定。
2 结果与分析
2.1 紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜叶片花青苷分布特点
紫菜薹主要是叶柄和叶片主脉呈现紫红色,且叶柄中花青苷主要分布于表皮细胞中(图 1,A、
B、C);紫色芜菁的花青苷也主要分布于叶柄表皮细胞中,叶柄颜色较紫菜薹浅,为砖红色,而且
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越靠近叶柄基部颜色越深(图 1,D、E、F);紫色白菜花青苷主要在叶片软叶部分的上表皮积累而
呈现深紫色,叶肉和下表皮几乎没有紫色色素积累,叶片下表面(除部分叶脉外)和叶柄为浅绿色
(图 1,G、H、I)。


图 1 紫菜薹(A ~ C)、紫色芜菁(D ~ F)和紫色白菜(G ~ I)植株、叶片以及叶柄纵切片和叶片横切片
Fig. 1 The pictures of purple flowering Chinese cabbage(A–C),purple turnip(D–F)and
purple pakchoi(G–I)as well as their leaves and sections of petiole or blade

2.2 紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷代谢物谱分析
LC–MS 分析显示,在 520 nm 下紫菜薹和紫色白菜花青苷提取液的 UV 色谱图相似,均有 17
个比较明显的吸收峰(图 2,A、C),而紫色芜菁的色谱图中有 6 个与之不同的吸收峰(图 2,B)。
由此可以推测紫菜薹和紫色白菜含有 17 种相同的花青苷;而紫色芜菁则含有 6 种其它的花青苷。
根据正离子模式下的 MS2 和 MS3 分析,在紫菜薹和紫色白菜中均得到 m/z 287,为矢车菊素苷
元离子,表明积累的花青苷为矢车菊苷;在紫色芜菁中获得的是 m/z 271,为天竺葵素苷元离子,表
明积累的花青苷为天竺葵苷。
对于具体的每个色谱峰,根据对准分子离子进行 MS2 产物离子扫描和重要质谱碎片 MS3 分析
进行结构鉴定。例如,对色谱峰 3 进行 MS2 产物离子扫描,得到碎片离子 m/z 757 [M-162]+,m/z 449
[M-324-146]+,m/z 287[M-162-324-146]+,其中-162 是葡萄糖失去一分子水的分子量,m/z 287 为矢
车菊素苷元的离子碎片(图 3,A);进一步对碎片离子 m/z 757 进行 MS3 分析,得到碎片 m/z 287
(-324,-146),其中-324 是双葡萄糖失去 1 个分子水的分子量,-146 是对香豆酸失去 1 个分子水的
分子量(图 3,B),可以推断该组分为矢车菊素–3–p–香豆酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷。
又如,色谱峰 19 的产生 MS2 碎片离子 m/z 757,433,271(图 4,A)。m/z 757 为[M]+ m/z 919
失去 5 位 1 个葡萄糖基(-162)的中性碎片而形成;m/z 433 为[M]+ m/z 919 失去 5 位 1 个葡萄糖基
和 3 位双葡萄糖基(-162,-324);对碎片离子 m/z 757 进行 MS3 进一步碎裂,得到碎片 m/z 271(-324,
8 期 郭 宁等:紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷分析 1711

-162),其中-324 是双葡萄糖基,-162 是咖啡酸失去 1 个分子水的分子量,表明 3 位连接咖啡酰基
双葡萄糖苷,m/z 271 为天竺葵素苷元离子(图 4,B),可以推断该组分为天竺葵素–3–咖啡酰双
葡萄糖苷–5–葡萄糖苷。
基于上述 LC–MS 的花青苷代谢物谱分析,明确了紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜中的花青苷代
谢物谱组分特征。其中在紫菜薹和紫色白菜中均检测并鉴定出 17 种花青苷(表 1),苷元全部为矢
车菊素,并且均在苷元的 3 号位和 5 号位发生酰基化和糖基化修饰。3 号位的糖基主要为双葡萄糖
或三葡萄糖苷,酰基化类型为 p–香豆酰、芥子酰、咖啡酰和阿魏酰;5 号位全部为葡萄糖苷,而且
酰基化类型只有丙二酰 1 种。表明紫菜薹和紫色白菜中检测到的这 17 种花青苷为不同酰基取代的矢
车菊素–3–双/三葡萄糖苷–5–葡萄糖苷。紫色芜菁中共检测出 6 种花青苷,苷元为天竺葵素,糖
基在苷元的 3 号和 5 号位,3 号位的糖基全部为双葡萄糖苷,存在咖啡酰、阿魏酰和 p–香豆酰 3
种酰基化修饰;5 号位全部为葡萄糖苷,酰基化修饰也只有丙二酰 1 种。因此紫色芜菁中积累的花
青苷为不同酰基取代的天竺葵素–3–双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷。


图 2 紫菜薹(A)、紫色芜菁(B)和紫色白菜(C)叶片中花青苷类化合物在 520 nm 的液相色谱图
图中色谱峰上的数字标签对应表 1 中化合物的色谱峰编号。
Fig. 2 Liquid chromatography(LC)chromatogram(520 nm)for the anthocyanins in extracts of purple flowering
Chinese cabbage(A),purple turnip(B)and purple pakchoi(C)
Labels correspond to compounds shown in Table 1.
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图 3 花青素 3 准分子离子 m/z 919 的 MS2 质谱图(A)和其碎片 m/z 757 的 MS3 质谱图(B)
Fig. 3 Peak 3(in Fig. 2)MS spectra showing enhanced MS scan(A)and
enhanced product ion scan of the 757 ion(B)



图 4 花青素 19 准分子离子 m/z 919 的 MS2 质谱图(A)和其碎片 m/z 757 的 MS3 质谱图(B)
Fig. 4 Peak 19(in Fig. 2)MS spectra showing enhanced MS scan(A)and
enhanced product ion scan of the 757 ion(B)

8 期 郭 宁等:紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷分析 1713

表 1 紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜中花青苷的 LC–MS 定性分析结果
Table 1 LC–MS data and putative identification of anthocyanins in leaves of purple flowering Chinese cabbage,
purple turnip and purple pakchoi
色谱峰编号
Peak No.
保留时间/min
Retention time
母离子
[M]+
产物离子/ m/z
Major and important
Product ions
化合物
Anthocyanin
1 12.35 859.2131 611,535,491,287 矢车菊素–3–双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-diglucoside-5-malonlyglucoside
2 21.00 935.2453 773,449,287 矢车菊素–3–咖啡酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoyldiglucoside-5-glucoside
3 24.27 919.2502 757,449,287 矢车菊素–3–p–香豆酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-p-coumaroyldiglucoside-5-glucoside
4 25.94 949.2614 787,449,287 矢车菊素–3–阿魏酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-feruloyldiglucoside-5-glucoside
5 11.49 979.2747 817,449,287 矢车菊素–3–芥子酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoyldiglucoside-5-glucoside
6 32.97 1 005.2514 757,535,491,287 矢车菊素–3–香豆酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-coumaroyldiglucoside-5-malonylglucoside
7 26.95 1 021.2411 773,535,491,287 矢车菊素–3–咖啡酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoyldiglucoside-5-malonylglucoside
8 34.77 1 035.2629 787,535,491,287 矢车菊素–3–阿魏酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-feruloyldiglucoside-5-malonylglucoside
9 18.28 1 065.2685 817,535,287 矢车菊素–3–芥子酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoyldiglucoside-5-malonylglucoside
10 30.48 1 125.3081 963,449,287 矢车菊素–3–双阿魏酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-diferuloyldiglucoside-5-glucoside
11 31.90 1 155.3224 993,449,287 矢车菊素–3–芥子酰阿魏酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Cyanidin 3-sinapoylferuloyldiglucoside-5-glucoside
12 53.42 1 167.3100 919,535,287 矢车菊素–3–香豆酰三葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-coumaroyltriglucoside-5-malonylglucoside
13 51.57 1 211.3077 963,535,287 矢车菊素–3–双阿魏酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-diferuloyldiglucoside-5-malonylglucoside
14 37.39 1 197.2923 949,535,287 矢车菊素–3–阿魏酰咖啡酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-feruloylcaffeoyldiglucoside-5-malonylglucoside
15 58.32 1 211.3097 963,535,287 矢车菊素–3–香豆酰芥子酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-coumaroylsinapoyldiglucoside-5-malonylglucoside
16 33.02 1 227.3191 979,535,287 矢车菊素–3–咖啡酰芥子酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-caffeoylsinapoyldiglucoside-5-malonylglucoside
17 52.94 1 241.3186 1197,993,535,
491
矢车菊素–3–阿魏酰芥子酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Cyanidin 3-feruloylsinapoyldiglucoside-5-malonylglucoside
18 28.58 1 005.2450 757,519,271 天竺葵素–3–咖啡酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Pelargonidin 3-caffeoyldiglucoside-5-malonoylglucoside
19 22.92 919.2544 757,433,271 天竺葵素–3–咖啡酰双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷
Pelargonidin 3-caffeoyldiglucoside-5-glucoside
20 62.70 1 195.3087 947,519,271 天竺葵素–3–双阿魏酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Pelargonidin 3-diferuloyldiglucoside-5-malonoylglucoside
21 41.70 1 019.2602 771,519,271 天竺葵素–3–阿魏酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Pelargonidin 3-feruloyldiglucoside-5-malonoylglucoside
22 38.99 989.2546 741,519,271 天竺葵素–3–p-香豆酰双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Pelargonidin 3-p-coumaroyldiglucoside-5-malonoylglucoside
23 13.67 843.2183 595,519,271 天竺葵素–3–双葡萄糖苷–5–丙二酰葡萄糖苷
Pelargonidin 3-diglucoside-5-malonoylglucoside
3 讨论
花青素是 1 种主要的黄酮类植物色素,使植物呈现出红色、紫色和蓝色(Winkel-Shirley,2001)。
花青苷在植物细胞中的内质网上合成(Saslowsky & Winkel-Shirley,2001),然后运输到液泡中积累
(Grotewold,2004)。花青苷在不同植物中的分布也有差异,研究发现花青苷类化合物主要分布于
拟南芥(Kubo et al.,1999)、豌豆(Hrazdina et al.,1982)和紫甘蓝(Yuan et al.,2009)叶片的上
下表皮细胞中;紫色白菜‘紫罗兰’的花青素主要分布于叶片的上表皮细胞,叶肉和下表皮细胞则
没有花青素(李长新,2011);紫心大白菜‘11S96’的花青素类物质主要分布在叶片的上下表皮及
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临近的 3 层叶肉细胞中(段岩娇 等,2012)。本研究中发现花青苷在紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜
叶片中积累的部位并不相同,主要分布于紫菜薹和紫色芜菁叶柄的表皮细胞,以及紫色白菜‘紫钻’
叶片的上表皮细胞中,与在‘紫罗兰’白菜中的分布一致。这种分布差异可能与不同材料中花青苷
的合成机制和贮运方式有关。
花青苷类物质的化学结构直接决定了它们在植物体内的稳定性、颜色强度和潜在的生物学活性
(Cartea et al.,2011)。最常见的花青苷的苷元为天竺葵素(pelargonidin)、矢车菊素(cyanidin)、
飞燕草素(delphinidin)、芍药素(peonidin)、矮牵牛素(petunidin)和锦葵素(malvidin),其中矢
车菊素类糖苷是芸薹属作物中主要积累的花青苷类物质(Tatsuzawa et al.,2006)。芸薹属作物中花
青苷代谢物谱的定性分析主要集中于对甘蓝类(Brassica olearacea)和芥菜类(Brassica juncea)紫
色蔬菜的研究。Hrazdina 等(1977)在甘蓝栽培品种 Red Danish 中提取并鉴定出 8 种矢车菊素类花
青苷;Tatsuzawa 等(2006)在 3 种十字花科植物的花中鉴定出了 7 种酰基化的矢车菊素–3–桑布
双糖苷–5–葡萄糖苷(cyanidin 3-sambubioside-5-glucoside);Lo Scalzo 等(2008)分析了紫色花椰
菜和紫结球甘蓝热处理前后花青苷类物质组成和含量的变化,利用 HPLC–MS/MS 技术检测并鉴定
出 9 种矢车菊素类花青苷;Lin 等(2011)应用 UHPLC-PDA-ESI/HRMS/MSn 对红芥菜(Brassica juncea
Coss Variety)中花青苷和黄酮醇苷等物质进行测定,共检测并鉴定了 67 种花青苷和 102 种黄酮醇
苷。而对白菜类作物中花青苷定性分析的研究较少,缺乏针对紫色白菜品种中花青苷代谢物谱的研
究。李长新(2011)对‘紫罗兰’紫色白菜花青素提取液进行了液相色谱—电喷雾串联质谱联用分
析,推测紫色白菜中可能有 8 种不同的花青素组分,基本成分为矢车菊素–丙二酰–葡萄糖苷,但
是未对具体物质结构进行定性分析。
本研究中以紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜为研究对象,结合了 UFLC-UV-Q-Trip-MS 和
UPLC-Q-TOF-MS 两种液相色谱—质谱联用(LC–MS)技术,对这 3 种紫色白菜类蔬菜花青苷代
谢物谱进行了全面的检测和定性分析,共鉴定出 23 种花青苷,其中紫菜薹和紫色白菜含有的花青苷
类物质相同,为 17 种矢车菊苷,与之前芸薹属鉴定出的花青苷类物质基本一致;而紫色芜菁中鉴定
出来的 6 种天竺葵素类花青苷,并未在芸薹属作物中检测到过,说明了不同芸薹属紫色蔬菜中花青
苷代谢物谱的的多态性。本研究结果为进一步分析白菜花青苷类物质的遗传机制,以及培育富含花
青苷的白菜新品种提供了重要的理论依据。

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