青海大学利用脂质组学揭示高原环境对冬虫夏草抗氧化能力的影响_研究_分析_海拔

2025年3月，青海大学高原生态与农业国家重点实验室在《Food Chemistry》期刊上发表了题为“Characteristics of lipid accumulation induced by high-altitude environment improve the total antioxidant capacity of ”的论文，李秀璋为通讯作者，王涛为第一作者。文章研究了不同海拔高度对冬虫夏草（Ophiocordyceps sinensis）脂质积累及其总抗氧化能力（TAC）的影响，通过脂质组学和代谢组学技术，系统解析了高原环境对冬虫夏草生物活性成分形成的重要作用，为深入探索其药用和营养价值提供了科学依据。迈维代谢为该研究提供了植物定量脂质组检测服务！

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冬虫夏草是一种传统中药和营养补充剂，富含多种对人体有益的功能性成分，其生物合成受环境因素影响，尤其是脂质成分。已有研究表明，冬虫夏草具有强大的抗氧化活性，有助于改善免疫功能。然而，关于环境因素如何影响其脂质组成及抗氧化能力的研究尚不充分。本研究旨在探讨不同海拔高度对冬虫夏草脂质代谢和抗氧化能力的影响。

研究发现，海拔高度（AM）和年平均温度（MAT）是影响冬虫夏草总抗氧化能力的主要环境因素。随着海拔升高，甘油三酯（TG）降解增加，磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰乙醇胺（PE）的生物合成增强，从而显著提升了冬虫夏草的抗氧化能力。这些变化有助于维持细胞膜完整性和应对氧化应激。

1. 样品采集与环境因子测定

研究团队从2024年4月19日至6月1日，在五个不同海拔高度的产地收集了新鲜的冬虫夏草样本，并进行了土壤和气象因子的测定（图1）。

图1：冬虫夏草在不同生长阶段的采样点地理分布

不同采样点的气象和土壤特性差异显著，其中海拔差异导致气象条件变化大。总体来看，高海拔地区年平均温度较低，温度变化幅度较大，降水量较少且分布不均。通过冗余分析发现，气象因素对冬虫夏草 TAC 的影响范围更广，其中海拔和年平均温度是影响不同海拔冬虫夏草 TAC 的关键环境因子，二者与ROO和DPPH含量显著正相关，与POD和COT显著负相关（图2）。

图2：不同海拔高度下环境因子与冬虫夏草总抗氧化能力的相关性分析

2. 代谢组学分析

采用代谢组学技术，分析了不同海拔高度下冬虫夏草的代谢物组成。结果显示，脂质类化合物在不同海拔高度下的差异最为显著，其中TG、DG和FFA含量随海拔升高而减少，而PC、PE和PS含量则增加（图3）。

图3：代谢组学分析结果

3. 脂质组学分析

通过植物定量脂质组，检测了不同海拔高度下冬虫夏草的脂质组成。结果显示，随着海拔的增加，冬虫夏草的总脂质含量总体呈下降趋势，其中 TG、DG 和 FFA 含量显著降低，而 PC、PE 和磷脂酰丝氨酸（PS）含量显著上升。对不同海拔冬虫夏草的脂质碳链长度和不饱和度进行分析发现，高海拔环境下，冬虫夏草倾向于形成低不饱和中长链脂肪酸。研究还确定了 210 种差异积累脂质（DALs），主要集中于 TG、PE、DG、PA 和 PC 等类别，表明这些脂质在冬虫夏草响应海拔变化中起重要作用（图 4、5、6）。

图4：不同海拔高度下冬虫夏草的总脂质含量和组成分析

图5：多变量统计分析结果

图6：脂质组学分析结果

4. 差异累积脂质（DALs）鉴定

通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），筛选出210种差异累积脂质（DALs），主要包括TG、PE、DG、PA和PC（图5A）。KEGG通路富集分析表明，这些DALs显著富集于甘油磷脂代谢和次生代谢产物的生物合成途径（图7）。

图7：关键通路分析结果

5. 结构方程模型构建

基于环境因子、重要脂质和抗氧化能力之间的关系，构建了结构方程模型（SEM）。结果显示，AM和MAT诱导了TG的降解和PC、PE的积累，进而促进了自由基清除能力和抗氧化成分的增加，增强了冬虫夏草的总抗氧化能力（图8）。

图8：环境因子、重要脂质和总抗氧化能力的综合分析

研究通过脂质组学和代谢组学技术，系统解析了不同海拔高度对冬虫夏草脂质代谢和抗氧化能力的影响。研究发现，海拔高度和年平均温度是影响冬虫夏草总抗氧化能力的关键环境因素。这些结果不仅加深了我们对高原环境塑造冬虫夏草代谢物和活性成分的理解，也为其他高原生物的研究提供了参考价值。

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发布于：湖北省