脂質組學助力長牡蠣地理溯源研究

牡蠣是世界上最大的養(yǎng)殖和消費的海洋貝類，具有獨特的保健功能和藥用價值。越來越多的研究證實海洋貝類中的脂質是n-3 PUFAs的獨特來源。棲息地環(huán)境，如溫度和地理變化，會深刻影響海洋生物的營養(yǎng)成分，而目前很少有研究通過比較牡蠣的脂質特征去實現(xiàn)地理溯源。
 

2022年3月，海南大學劉中原老師團隊在Food Chemistry(IF 7.514)上發(fā)表了題為“Investigation of oyster Crassostrea gigas lipid profile from three sea areas of China based on non-targeted lipidomics for their geographic region traceability”的文章。該文使用脂質組學方法對中國三個海域中的長牡蠣進行了脂質特征研究，發(fā)現(xiàn)地理差異對脂質含量、組成及脂質分子分布有顯著影響，并進一步篩選45種脂質分子作為不同海域長牡蠣脂質的鑒別標志物。該研究將為脂質組學在水產品行業(yè)的應用提供深刻見解，并有助于食品來源追蹤和污染識別。中科新生命提供了脂質組絕對定量技術服務。

研究材料

新鮮長牡蠣肉
 

技術路線

· 步驟1：不同海域長牡蠣脂質含量和脂質類別組成分析；

· 步驟2：不同海域長牡蠣脂質的脂肪酸組成分析；

· 步驟3：不同海域長牡蠣脂質分子分析；

· 步驟4：篩選不同海域長牡蠣脂質的鑒別標記物。
 

研究結果

作者分別收集黃海（YS）、東海（ECS）和南海（SCS）地區(qū)相同規(guī)格的長牡蠣，獲取新鮮長牡蠣肉進行脂質組學分析。結果發(fā)現(xiàn)不同海域長牡蠣脂質含量和脂質類別組成出現(xiàn)明顯差異，具體來說YS組長牡蠣的脂質總含量明顯高于ECS組和SCS組，分別為202.46、138.85和71.47 mg/g粉末。TG和DG種類是長牡蠣脂質中最主要的部分，占全部脂質的64.08-78.92%。其中，TG種類在ECS組中比例最高，其次是YS組和SCS組。PL占長牡蠣總脂質的11.46-29.28%，ECS 組中 PL 比例最高（29.28%），而 SCS 組中 PL 比例最低（11.46%）。SCS組中神經酰胺（Cer）和鞘氨醇（So）等鞘脂的百分比（3.19%）高于其他兩組（圖1）。結果表明長牡蠣的脂質分布受環(huán)境因素的影響較大，這與之前的研究結果一致。

圖1 不同海域長牡蠣脂質含量和脂質類別組成

2. 不同海域長牡蠣脂質的脂肪酸組成分析

在不同地理區(qū)域的長牡蠣脂質中共檢測到19種脂肪酸。其中C14:0、C16:0、C18:1n-9、C20:5n-3、C20:1n-9、C22:6n-3含量豐富，無論來源如何，脂質含量均超過20 mg/g。盡管脂肪酸組成幾乎相同，但每種脂肪酸的含量因海域而異。例如YS組中EPA和DHA的含量分別為114.9和88.4 mg/g，而ECS組和SCS組的含量分別為100.8、46.9 mg/g和79.8、51.3 mg/g。YS組C16:2n-4、C18:1n-9、C20:5n-3、C21:5n-3、C22:4n-3、C22:6n-3含量顯著高于ECS組和SCS組，導致最多的PUFA含量和更高的n-3/n-6比值。

3. 不同海域長牡蠣脂質分子分析

通過脂質組學檢測共鑒定出21個亞類1155種脂質分子，其中TG 424種，PC 260種，PE 129種， Cer 99種， DG 60 種、LPC 36 種、LPE 35 種、PS 29 種、LPI 19 種、酰基肉堿(AcCa) 10 種以及其他如SM、FFA、PG、LPI。對于中性脂質，大多數(shù) DG 和 TG 分子種類含有 PUFAs，如 EPA、DHA、C18:3n-3等。TG分子結構優(yōu)選C16:0、C18:0、C18:1n-9和奇數(shù)碳脂肪酸C15:0、C17:0和C19:1。PL種類大部分存在烷基/烯基-酰基結構，PE尤其如此，因此，長牡蠣脂質可被視為縮醛磷脂的潛在來源。與中性脂質和 PL種類相比，長牡蠣脂質中的 Cer、SM 和 So 等鞘脂含量較低（圖2）。

圖2 不同海域長牡蠣不同脂類含量分析

4. 篩選不同海域長牡蠣脂質的鑒別標記物

PCA分析發(fā)現(xiàn)不同組別長牡蠣的脂質譜存在顯著差異，采用PLS-DA方法對不同海域長牡蠣的脂質性狀進行了判別分析（圖3）。通過VIP > 1篩選出45種脂質分子，可以作為區(qū)分中國不同海域長牡蠣的潛在標志物。作者進一步繪制了包括17種 TG、12 種DG、5種PE、4種 So、3種 PS等在內的45種脂質分子的熱圖，可以展示不同海域脂質分子含量的變化(圖4)。

圖3 不同海域長牡蠣脂質PCA和PLS-DA分析


圖4 不同海域長牡蠣潛在脂質分子生物標志物的熱圖分析
 

小結

文章采用脂質組學方法研究了中國不同緯度三個海域的長牡蠣脂質分布情況，結果發(fā)現(xiàn)存在明顯差異。YS組長牡蠣的脂質含量最高，包括三�；�甘油、二�；�甘油，大多數(shù)的磷脂分子種類，而ECS組長牡蠣的磷脂酰膽堿種類居多，SCS組長牡蠣的鞘脂種類居多。進一步篩選出45種脂質分子可作為不同海域長牡蠣脂質的鑒別標志物。表明脂質組學可作為一種鑒別海洋貝類脂質性狀的潛在方法。
 

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