内蒙古地域广阔,自然条件优越,野生植物资源多种多样,尤其未被开发利用的野生药用植物资源丰富。药用植物的独特药效主要因其具有特异性的植物活性成分也就是其次生代谢物。酚类化合物是次生代谢物中极其重要又数量庞大的种类,广泛分布于植物中,基本都具有抗氧化活性的潜力,以及抗炎抗菌、抗病毒和抗癌抗肿瘤特性。本文应用代谢组学技术对内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区采集的分属于3属(棘豆属,黄耆属,草木犀属)6种的野生豆科植物进行研究。所采集植物均为豆科药用植物:多叶棘豆、草木樨状黄耆、蒙古黄耆、草木犀和白花草木犀,其中尖叶棘豆不仅具有药用价值同样为内蒙古特色植物之一。应用LC-MS技术手段测定各种植物特定组织部位(叶和根)中1种酚类合成前体(L-苯丙氨酸)以及24种不同结构类型的酚类化合物含量积累水平。应用GC/MS非靶向代谢组学技术手段对各种植物特定组织部位(叶和根)进行初级代谢产物的定性分析,以了解其各植物组织部位的代谢模式。主要结果如下:(1)本研究通过LC-MS测定6种豆科植物两种组织部位中目标化合物含量。包括酚类化合物合成前体(L-苯丙氨酸)、3种C6C1型化合物(苯甲酸、丁香酸、香草酸)、6种C6C3型合物(对羟基肉桂酸、绿原酸、咖啡酸、阿魏酸、肉桂酸、迷迭香酸)、15种C6C3C6型化合物(染料木素、芹菜素、大豆苷元、柚皮素、槲皮苷、木犀草素、儿茶素、柚皮苷、山奈酚、甘草素、高良姜素、芦丁、异甘草素、染料木苷、异槲皮苷)。通过聚类分析得知,各酚类化合物在不同植物以及不同组织部位均有显著性差异。L-苯丙氨酸、阿魏酸、山奈酚、芦丁和芹菜素在各植物中含量相对较高,积累较高的植物组织部位可达到100mg/L以上。槲皮苷、阿魏酸、芦丁和苯甲酸主要积累于棘豆属两种植物中。黄耆属的两种植物中,香草酸、咖啡酸、大豆苷元等10种酚类化合物积累程度较高,并且主要积累于根部。草木犀属植物中主要有绿原酸、肉桂酸、迷迭香酸、异槲皮苷、染料木素、高良姜素以及芹菜素这7种酚类化合物含量较高,并且主要积累于叶片中。并对酚类化合物进行皮尔森相关系数分析,了解各结构类型间酚类化合物线性相关性。(2)利用GC-MS非靶向代谢组学技术对3属6种豆科植物的特定组织部位(叶和根)进行全面的分析,最终共鉴定出104种初级代谢产物,包括:33种糖,35种酸,12种醇,12种氨基酸以及12种其他类化合物。运用多元代谢组学分析方法对所测定初级代谢产物进行分析,分别对6种豆科植物的叶和根进行主成分(PCA)分析,建立偏最小二乘法(PLS-DA)模型,,结果表明各种植物在两种组织部位中各组样本明显为一类,不同植物各组织部位间可以清晰区分,组织特异性显著。(3)通过偏最小二乘法中VIP值以及单因素方差分析共鉴定50个特异性积累代谢物,其中包括13个糖类,16个酸类,5个醇类,9个氨基酸类及7个其他类化合物。并对其进行层次聚类分析,结果表明海藻糖、草酸、甘氨酸等1 1种各种类初级代谢产物在棘豆属植物的不同组织部位中均有一定积累,根部积累更为显著。1 1种初级代谢产物主要积累在蒙古黄耆根部,如2-脱氧核糖,八烷,1,4-丁二胺等,主要包括糖类和其他类化合物。12种化合物主要积累于蒙古黄耆根部以及草木犀根部,如亮氨酸、果糖、葡萄糖酸等,其中有17个化合物特异性积累于草木樨状黄耆叶片中,包括缬氨酸、丝氨酸、葡糖二酸等,主要为酸类和氨基酸类化合物。并将酚类化合物与初级代谢产物进行相关性分析,了解代谢物-代谢物间相关程度。综上所述,本研究详细分析了各豆科植物组织部位中酚类化合物含量水平,了解各植物组织部位中初级代谢产物积累模式,揭示了酚类化合物与初级代谢产物间线性相关性。为进一步深入了解豆科药用植物代谢组学提供理论依据,为野生豆科植物资源的合理开发利用提供数据支持。