近日，西北农林科技大学园艺学院设施农业生物与环境工程研究团队李建明教授/张淑辉副教授课题组在《Food Chemistry》在线发表了题为《Integrated metabolomics reveals lipid metabolites as critical regulators for compost tea-mediated metabolic regulation and quality improvement in tomatoes》的研究论文。该研究通过整合代谢组学分析，系统揭示了有机营养液中关键脂质代谢物（如肉豆蔻酸、油酸和花生四烯酸）在调控番茄果实代谢、提升还原糖和抗坏血酸含量中的核心作用，为有机营养液的定向优化提供了科学依据。
随着有机农业的快速发展，有机营养液作为一种高效、环保的液态有机肥料，广泛应用于设施番茄生产中。前人研究表明，有机营养液施用能显著提高番茄果实品质。然而，有机营养液成分复杂，其提升果实品质的关键活性物质尚不明确。本研究通过调配四种不同配比的有机营养液（T1-NS、T2-NS、T3-NS、T4-NS），分别灌溉番茄植株，并以山崎营养液为对照，系统分析了有机营养液中代谢物组成与番茄果实代谢谱之间的关联。
图1. 四种有机营养液的代谢物组成差异及其对番茄果实代谢谱的影响。
研究发现，4种有机营养液中差异代谢物的树状聚类结果与4种有机营养液栽培番茄的树状聚类结果规律一致，表明有机营养液中代谢物组成可能是调节番茄代谢的关键因素。
图2. 有机营养液处理对番茄果实品质的影响。
研究发现，与对照相比，四种有机营养液处理的番茄果实中，葡萄糖、果糖、抗坏血酸和番茄红素含量显著升高，5种生物碱和4种萜类化合物协同下调，5种黄酮类物质上调。
图3. 有机营养液代谢物，和4种有机营养液栽培番茄vs山崎营养液栽培番茄差异代谢物KEGG分析。
KEGG分析结果显示，有机营养液中的代谢物和3种有机营养液栽培番茄vs山崎营养液栽培番茄差异代谢物富集在5种相同的脂质代谢途径中。
图4. 有机营养液与番茄果实代谢物的WGCNA模块关联分析。
进一步通过WGCNA（加权基因共表达网络分析）发现，有机营养液的“蓝色模块”和“棕色模块”与番茄果实中还原糖和抗坏血酸的积累呈显著正相关。这两个模块是有机营养液中的脂质代谢物（如脂肪酸、甘油磷脂、鞘脂等）主要富集模块。
图4. 外源施用不同脂肪酸和磷脂对番茄还原糖、抗坏血酸和番茄红素含量的影响。
为验证上述发现，研究团队筛选出有机营养液中含量较高的6种脂肪酸和3种磷脂，分别进行外源灌根处理。结果显示：肉豆蔻酸、油酸和花生四烯酸显著提高了番茄果实中还原糖和抗坏血酸的含量，其中花生四烯酸对抗坏血酸的提升效果尤为明显。
本研究首次系统揭示了有机营养液中脂质代谢物，尤其是肉豆蔻酸、油酸和花生四烯酸，是提升番茄果实还原糖和抗坏血酸含量的关键活性成分。该发现为有机营养液的靶向功能优化提供了理论依据，也为有机农业中液态肥料的精准调控开辟了新路径。
李建明教授、张淑辉副教授为论文共同通讯作者，罗蛟博士为第一作者。研究得到了国家重点研发计划(No. 2024YFD2001003-02)、鄂尔多斯市科技重大专项 (ZD20232310)、宁夏回族自治区重点研发计划(2024BBF01012)等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.149861
