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大蒜是重要的药食同源植物,营养成分丰富,对人体具有重要的生理功能。我国是世界上最大的大蒜生产国和出口国,大蒜种植范围广,栽培品种多。但目前我国不同品种及产地大蒜鳞茎中特征性成分的含量水平及差异尚不清晰,大蒜生长贮藏过程中物质变化趋势也缺乏系统研究。因此,本文首先建立了大蒜中特征性成分的靶向和非靶向检测方法,然后基于建立的方法结合代谢组学技术手段,对我国不同品种及产地大蒜营养品质特征差异以及大蒜生长贮藏过程中物质的动态变化趋势进行了研究,从而为大蒜的科学种植生产及加工消费提供基础依据。主要研究内容及结果如下:建立了大蒜鳞芽中7种风味前体物质和21种游离氨基酸同时测定的UHPLC-MS/MS靶向检测方法;除Met外,该方法同样适用于大蒜其它4个组织(叶片、假茎、鳞茎外皮和鳞芽内皮)中特征性成分的定量分析。同时建立了大蒜中特征性成分非靶向分析的UHPLC Q-Exactive Orbitrap MS方法,该方法可对大蒜中部分代谢物进行定性和相对定量分析。对我国6个省份共242份大蒜样品中的Allicin、7种风味前体物质和21种游离氨基酸的含量水平及差异进行了研究。结果表明,大蒜中Alliin、Methiin、GSAC和Arg的含量相对最高;我国南北地区之间以及不同省份之间大蒜鳞茎中的含硫化合物和游离氨基酸含量水平均存在显著差异,Trp、GABA、SMC、Tyr、Arg和Thr是6个省份大蒜间主要的差异代谢物。该结果可为大蒜的品种选育提供评价依据和材料基础,同时为大蒜深加工产品原料的选择提供指导。对山东(金蒜3号、金蒜4号和金乡白皮)和黑龙江(阿城紫皮)大蒜鳞芽生长过程中的代谢通路及物质累积模式进行了研究;同时,还对大蒜其它组织(叶片、假茎、鳞茎外皮和鳞芽内皮)生长过程中的代谢轮廓进行了表征,从而分析代谢物在不同组织间的分配与转运规律,进一步为大蒜鳞芽品质的形成机理提供依据。结果表明,山东省3个不同品种大蒜鳞芽生长过程中物质累积模式较为一致,但与黑龙江大蒜存在显著差异。其中,含硫化合物和氨基酸等代谢物的合成与转化通路较为活跃,是大蒜鳞茎质量品质形成的重要物质基础。大蒜鳞茎发育初期,代谢物在大蒜植株的地上部分大量合成,同时运输至鳞茎中用于鳞茎的发育膨大;当大蒜叶片开始萎凋时,γ-谷氨酰肽等大量代谢物由叶片、假茎、鳞茎外皮和鳞芽内皮等组织转运至鳞茎中进行贮藏。此外,通过OPLS回归模型,可基于大蒜农艺形态特征对不同生长期鳞芽中功能性成分的含量进行预测。该结果为大蒜副产品的综合开发利用提供基础,并为大蒜最佳采收期的确定提供新思路。对常温和低温贮藏条件下大蒜鳞茎中特征性成分的变化动态进行了分析,并通过OPLS回归模型对大蒜在冷库中的贮藏时间进行了预测。结果表明,在常温贮藏条件下,大蒜在生理休眠期结束后开始发芽,由于GTP酶活性的提高,γ-谷氨酰肽类化合物发生分解代谢反应,生成相应的游离氨基酸类化合物,该趋势与生长过程中γ-谷氨酰肽类化合物变化趋势相反。在低温贮藏环境下,大蒜进入强制休眠期,低温抑制了大蒜内芽的生长,代谢物变化幅度相对较小。SMC、Phe和Gln共3个指示性代谢物可用于大蒜贮藏时间的预测和评估。该结果为大蒜的科学合理贮藏提供参考依据,并为不同贮藏阶段大蒜的充分合理利用提供有益信息。