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橄榄磨坊固体废料诱导有益的蘑菇特异性代谢产物多样性，通过计算代谢组学策略揭示。
5 分
关键词
摘要
引言 蘑菇除了含有蛋白质外，还含有多种具有特殊生物活性的代谢物，这些代谢物可能产生有益或有害的作用。因此，人类几个世纪以来一直将蘑菇用于饮食或药用目的。例如，食用和药用蘑菇猴头菇（Hericium erinaceus）和杏鲍菇（Pleurotus eryngii）在全球范围内被商业化种植。在自然环境中，猴头菇生长在老树或死树的树干上，而杏鲍菇生长在伞形科植物的根部；而在栽培环境中，它们生长在主要由干木屑、稻草和谷物组成的基质上。为了使它们的种植更加可持续，已经加入了橄榄厂固体废物（OMSW）等补充剂，以支持蘑菇的生长。然而，到目前为止，尚未评估基质添加剂对食用蘑菇代谢物含量的影响。方法 在此，我们研究了在基质中添加不同比例的OMSW对猴头菇和杏鲍菇子实体（FB）和菌丝体代谢谱的影响。我们使用了包括GNPS分子网络、MS2Query和FERMO仪表板在内的计算代谢组学策略，以对来自未经目标化的Q-Exactive Plus HR-LC-MS/MS代谢数据的代谢物特征进行组织、注释和优先排序。经过基于色谱的分馏后，使用1H-NMR对四种代谢物特征的代谢物注释进行了进一步验证或微调，以解决结构异构体问题。结果与讨论 我们的计算代谢组学策略显示，OMSW浓度影响了若干已注释的代谢物特征。一般而言，猴头菇FB和菌丝体的甲醇提取物富含更高含量的特殊代谢物，而杏鲍菇的提取物则较少。有趣的是，OMSW增加了猴头菇FB中的几种猴头菌酮类（hericenone）类似物，这些化合物被赋予抗炎、抗癌和神经保护等有益特性，以及来自菌丝体的几种猴头菌素（erinacerin）代谢物。此外，高浓度的OMSW减少了有毒的良性素（enniatin）代谢物的丰度。总之，我们展示了基质组成的变化如何影响蘑菇的特殊代谢组，并可以诱导有益的蘑菇代谢物多样性。这些结果强调了将计算代谢组学策略纳入研究食用蘑菇及其他天然食物的新可持续生长选择的重要性。
AI理解论文
该文档主要探讨了**橄榄磨坊固体废物（OMSW）对猴头菇（Hericium erinaceus）和杏鲍菇（Pleurotus eryngii）代谢物谱的影响。研究通过高分辨率液相色谱-质谱/质谱（HRLC-MS/MS）**的非靶向代谢组学方法，分析了在不同OMSW浓度下生长的这两种蘑菇的代谢物多样性。以下是该文档的主要内容和结构：
研究背景
猴头菇和杏鲍菇是两种具有重要药用和营养价值的蘑菇。猴头菇含有多种生物活性次级代谢物，如酚类（hericenones）、芳香化合物（hericerins, erinacerins, erinaceolactones）、甾醇、多糖和糖蛋白。杏鲍菇因其肉质结构而被广泛种植，具有抗癌、抗氧化、抗菌、降血糖和免疫刺激等生物活性。研究表明，生长基质的类型或特性显著影响蘑菇中某些生物活性化合物的含量。
研究目的
本研究旨在探索OMSW作为蘑菇生长基质的添加成分对猴头菇和杏鲍菇代谢物谱的影响。OMSW是橄榄油工业的副产品，具有潜在的污染性。通过将OMSW与桉树锯末和麦芽废料混合，研究其对蘑菇代谢物多样性的影响。
方法
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蘑菇生长条件：猴头菇和杏鲍菇在含有不同浓度OMSW的基质上生长。基质由桉树锯末、OMSW和麦芽废料组成，水分含量为52-58%。
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提取和分析：使用甲醇（MeOH）提取蘑菇中的代谢物，并通过HRLC-MS/MS进行分析。数据处理使用MZmine 3软件进行，包括质量检测、色谱图构建、同位素分组和对齐等步骤。
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计算代谢组学分析：使用FERMO仪表板对代谢物特征进行优先排序，并使用MS2Query对MS/MS数据进行注释。分子网络分析通过GNPS平台进行，使用**特征分子网络（FBMN）**工作流程。
结果
研究发现，OMSW的添加显著影响了猴头菇和杏鲍菇的代谢物谱。具体来说，OMSW的不同浓度导致了代谢物特征的上调或下调。通过分子网络分析，研究揭示了OMSW对蘑菇代谢物多样性的影响机制。
讨论
研究结果表明，OMSW作为蘑菇生长基质的添加成分，能够影响蘑菇的代谢物组成。这一发现为OMSW的再利用提供了新的思路，同时也为蘑菇的生长基质优化提供了科学依据。研究强调了非靶向代谢组学在分析复杂生物样本中的重要性，并展示了计算代谢组学在数据分析和解释中的应用。
结论
本研究通过HRLC-MS/MS和计算代谢组学方法，系统分析了OMSW对猴头菇和杏鲍菇代谢物谱的影响。研究结果不仅为OMSW的再利用提供了科学依据，还为蘑菇生长基质的优化提供了新的视角。未来的研究可以进一步探索OMSW对其他蘑菇种类的影响，以及其在不同生长条件下的作用机制。
专业术语解释
- 高分辨率液相色谱-质谱/质谱（HRLC-MS/MS）：一种用于分析生物样本中小分子代谢物的技术，能够提供样本的“快照”。
- 非靶向代谢组学：一种分析方法，用于识别和量化生物样本中的小分子代谢物，而不针对特定的代谢物。
- 计算代谢组学：应用计算、统计和机器学习方法分析和解释代谢组学数据的领域。
通过本研究，研究人员能够更好地理解OMSW对蘑菇代谢物谱的影响，为蘑菇的生长基质优化和OMSW的再利用提供了新的科学依据。
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