植物体在生长发育过程中,会产生种类丰富、数量不一、结构与生理功能各不相同的代谢产物,它们不仅是植物体与环境相互作用的必然产物,也是人类生存发展所需的必要物质基础。得益于质谱分析技术的进步,代谢组学经二十余年的发展,由分析化学逐步成长为继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后系统生物学的新分支,近年来已经成为植物生物学研究的重要手段,并在水稻、玉米、小麦、番茄、油菜和拟南芥研究中体现出极强的实用性。桑树是重要的生态经济林木,药食兼用,在中国已有上千年的栽培历史。桑树不仅是家蚕唯一的食物来源,而且具有较高的药用价值。桑叶、桑葚、桑白皮等也被当作一类传统中药,具备明显的降血脂、降血糖、降血压、抗氧化以及抗癌等药理功能。大量研究表明,桑树这些药理作用与其富含的各类天然代谢产物密切相关,如1-脱氧野尻霉素（DNJ）、γ-氨基丁酸（GABA）、芦丁（Rutin）、花青素、白藜芦醇（Resveratrol）等。虽然目前公共代谢产物数据库如Mass Bank、METLIN、KEGG、HMDB等包含的代谢产物数量巨大且具有相应的详细化学结构以及质谱信息可供参考,但其专一性仍不够强,不能直观体现特定物种中所有的代谢产物信息。MMHub是目前桑树中唯一一个综合性、开放性的二级质谱标签（MS~2 spectral tag）数据库,目前包含了91份桑叶代谢产物组成、结构、含量及资源分布。然而桑葚中代谢产物的挖掘、鉴定与定量分析尚未开展。基于液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）系统的广泛靶向代谢组学研究方法,本研究对桑葚中代谢产物进行了高通量挖掘与分析,结合多品系定量分析、生物信息学分析、特定资源转录组分析等多种实验方法,初步实现了桑葚代谢产物的挖掘与数据库构建,进一步完善了桑树代谢组学数据库MMHub。以MMHub数据库为基础,结合基因组学、转录组学与蛋白质组学,实现对桑树重要活性物质如类黄酮、生物碱合成通路的解析以及关键基因的发掘,将有助于优质桑树种质资源的筛选、遗传改良和桑树特异代谢产物的研究。本研究主要结果如下:1.桑葚代谢产物的高通量挖掘与鉴定高通量挖掘桑葚高浓度混合样品中质荷比（m/z）在100.0-1000.0之间的所有小分子代谢产物并成功收集到大量二级质谱信息。利用自主开发的Stepwise-Full MS/MS scan（步进全质谱扫描）方法,最初获得了3090个信噪比（s/n）在10以上的初始信号,在删除了包括K+、Na+、NH4+、同位素和内源断裂在内的重复信号以及相关性分析等去重步骤后,得到942个几乎没有重复的特征代谢产物信号,经过数据库对比、断裂模式分析、标准品验证等方法,完成了其中150个代谢产物的鉴定及注释,包括52个类黄酮（flavonoids）、17个氨基酸（amino acids）、16个生物碱（alkaloids）、15个溶血凝脂（lysophosphatide）、11个维生素（vitamins）、8个脂肪酸（Fatty acid）、7个花青素（Anthocyanin）、4个多肽（polypeptides）、4个核苷（Nucleotide）、2个多酚（Polyphenol）和14个其他种类的代谢产物。2.桑葚基本表型数据统计本研究对来自48份桑树资源的不同成熟时期桑葚进行了基本的表型数据统计（果长径、果横径）,在此基础上,同时也对桑葚进行了照片的拍摄保存。3.桑葚代谢产物的定量分析本研究对来自于59份桑树资源的桑葚代谢产物进行了高通量定量分析,在保障定量分析准确性和灵敏度的前提下,以质荷比400 Da为界限,将942个代谢产物的定量分成2次进行,即100.0-400.0和400.0-1000.0。后将桑葚代谢产物定量结果与课题组对桑叶的定量结果进行了交叉对比,发现了代谢产物一定的组织特异性分布:桑叶中的代谢产物以类黄酮物质为主,桑葚中代谢产物以花青素类物质为主。