芫荽,是人们熟知的一种调味蔬菜,其叶部具有独特的芳香气味和天然的营养价值,目前在国内广泛种植和食用。以往的研究主要集中于芫荽的产量和基本营养品质,对于栽培过程中芫荽叶部挥发性风味物质的调控鲜有报道。挥发性物质是芫荽的重要化学组成成分,不仅赋予芫荽特殊的香味,而且具有抗氧化、抗微生物、催眠、抗诱变等一系列生物活性。本研究以“四季大油叶”芫荽为试材,系统优化了芫荽叶部挥发性物质的顶空-固相微萃取(HS-SPME)条件,在此基础上,探究了茉莉酸甲酯(MeJA)处理后0h(CK)、6h、12h、24h和48h芫荽叶部挥发性物质的动态变化规律,结合代谢组学和转录组学,初步阐明了MeJA调控芫荽叶部主要挥发性物质合成的机理。研究结果如下:(1)优化了芫荽叶部挥发性物质HS-SPME萃取的条件。利用单因素试验、Plackett-Burman设计、最陡爬坡试验和Box-Behnken响应面设计对芫荽叶部挥发性物质的萃取条件进行了系统优化。优化后的HS-SPME条件为:选用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头、芫荽样品1.0 g、CaCl_2添加量0.5 g、加热温度64℃、平衡时间10 min、萃取时间43 min、解吸时间5 min。该方法操作简单、准确度高、重复性好,适用于芫荽叶部挥发性物质的萃取和定性定量分析。(2)外源施用MeJA可以调控芫荽叶部的挥发性物质。通过浓度比较,0.25%体积浓度的MeJA被确定为调控芫荽叶部挥发物的适宜浓度。挥发物的总个数和总含量随MeJA处理时间的延长呈先升高后降低的趋势,大部分物质的含量在MeJA处理后24h达到最高。试验芫荽共鉴定到93种挥发性物质,包括35种醛、13种醇、8种萜烯、15种烃、11种酯和11种其他成分。醛类是数量和含量最多的一类,以C_(10)至C_(18)的中长链脂肪醛为主,含量较高的成分有(E)-2-十四烯醛、(Z)-9-十六烯醛、2-十二烯醛、(E)-2-十六烯醛、(E)-2-癸烯醛和(E)-2-十三烯醛。(3)MeJA处理显著提高了芫荽叶部的特征香气强度。27种挥发物被筛选为芫荽的特征气味成分(OAVs≥1),对芫荽风味有较大贡献。橘香和脂香是芫荽叶部较为强烈的香味,MeJA处理后24h的效果最明显。多元统计分析表明MeJA处理对芫荽挥发物代谢谱有较大影响,且挥发物对MeJA的响应具有时间特异性。电子鼻分析发现不同时间点样品的香气指纹图谱相似,其差异性主要体现在W5S传感器(氮氧化物)和W2W传感器(芳香成分)Medicina basada en la evidencia的响应强度上,MeJA处理后能增强大部分传感器的响应信号。(4)代谢组分析表明MeJA影响了芫荽叶部挥发性物质合成的相关前体物质。代谢组共检测到916种成分,主要为酚酸、脂质、黄酮和氨基酸及其衍生物,这些物质大多是芫荽挥发性物质合成的前体物质。4个比较组(0h vs 6h、0h vs 12h、0h vs 24h、0h vs 48h)共筛选到339种差异代谢物,显著富集在赖氨酸降解、色氨酸代谢、抗坏血酸及醛酸代谢和植物激素信号转导等途径。(5)转录组分析发现MeJA主要影响了茉莉酸和脂肪酸的相关代谢通路。4个比较组共筛选到10314个差异基因,其中0h vs 6h的差异CP-456773基因最多,为7043个。KEGG显Staurosporine著富集的通路有α-亚麻酸代谢、不饱和脂肪酸生物合成、植物激素信号转导、脂肪酸代谢、亚油酸代谢、脂肪酸降解等途径。GO分析显著富集到与茉莉酸甲酯相关的茉莉酸代谢、茉莉酸生物合成、茉莉酸介导的信号通路调控、对茉莉酸的反应以及与脂肪酸相关的脂肪酸生物合成、不饱和脂肪酸生物合成、不饱和脂肪酸代谢、脂肪酸衍生物代谢和脂质分解代谢过程。(6)MeJA处理调控了芫荽叶部茉莉酸合成、茉莉酸信号转导及脂肪酸合成通路的相关基因表达、酶活性和代谢物水平。转录组和代谢组结果显示,MeJA处理后调控了茉莉酸合成、茉莉酸信号转导及脂肪酸合成通路的相关基因和代谢物变化水平,呈现为先升高后降低的趋势,与基因qRT-PCR法和代谢物绝对定量验证结果基本一致。茉莉酸合成及信号转导通路中,大部分基因表达量在MeJA处理6h达到最高,包括CsPLA2G、CsAOS、CsAOC、CsOPR、CsOPCL1、CsACOX、CsACAA1和CsJAR1,酶活性在6h(AOS、AOC、OPR和JAR1)和12h(LOX)最大,JA和JA-Ile含量分别在处理后6h和12h达到最高。脂肪酸合成通路中,基因的表达量分别在6h(CsACC、CsFabH、CsFabG、CsFabI、CsFAB2和CsFATA)、12h(CsFabF)和24h(CsFabD和CsFATB)达到最高,酶活性分别在6h(FabG、FabI和FAB2)和12h(ACC、FabF、FAT)达到最大,脂肪酸组分的含量在MeJA处理后48h内表现为一直升高或先升高后降低的趋势,包括亚麻酸、亚油酸、棕榈酸和油酸等,是芫荽叶部主要挥发物(中长链脂肪醛)合成的直接前体物质。