百合(Lilium spp.)是一种药食兼用的植物,其食药用部位通常是鳞茎,花瓣用作观赏、园艺等用途,但花瓣中也含有大量营养物质及活性成分。百合鳞茎在用作食药用的过程中需要打掉花蕾,同时观赏百合繁球期间也需要去掉花蕾,从而导致了花瓣利用率较低。为深度开发利用百合花瓣,本文以44个种/品种百合花瓣为研究对象,详细分析了其中的基本营养成分、矿物质、氨基酸及活性成分的含量,并采用主成分分析和聚类分析方法开展品质筛选和综合评价研究,为百合花瓣的开发利用提供指导和参考。同时百合花瓣中含大量的可溶性糖,是花瓣盛开过程中重要的供能物质。为了解百合花瓣盛开过程中糖代谢相关酶基因的表达量与糖含量变化的规律,本研究测定岷江百合、宜昌百合花瓣不同生长阶段中可溶性总糖、葡萄糖、果糖、蔗糖的含量同时通过qPCR实验验证蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶基因的表达量与其之间的联系并比较其中的规律,为下一步基因挖掘和糖代谢相关调控通路解析及百合糖代谢基因工程研究提供指导。研究结果如下:(1)采用紫外分光光度法、高效液相色谱法和火焰吸收原子光谱法对不同种/品种百合花瓣中基本营养成分:可溶性糖、淀粉、粗纤维、蛋白质;活性成分:多酚、总黄酮、多糖、生物碱;氨基酸和矿物质元素进行研究,结果表明,基本营养成分中可溶性总糖含量最高,均值为27.13%,其中’舞姿’可溶性总糖含量最高,达49.98%;活性成分中多酚含量最高,均值为34.58 mg/g;氨基酸总量差异不明显,均值为10.06g/100 g;矿物质元素中K含量较高,其次是Ca、Mg、N,重金属元素未检出。(2)运用主成分分析法将百合花瓣中16个成分指标转化为7个互不相干的综合指标,累计贡献值达74.108%。根据得分结果发现,综合营养品质前五的种/品种为卷丹、’荷兰女王’(OT系列)、’耀眼’(LA系列)、’赛拉诺’(OT系列)和’橙色矩阵’(A系列),这些种/品种均属于不同系列,说明百合花瓣的综合品质与所属系列关系较小。(3)采用聚类分析的方法,对44种/品种百合花瓣根据各成分含量进行比较分析,结果将其分为6大类。第一类百合中氨基酸总量、P的含量稍低于其他类别,其他营养成分含量较居中;第二类百合中淀粉、蛋白质、氨基酸总量、总黄酮、多糖、N、P、K、Ca、Cu含量均高于其他类别,其他成分含量居中;第三类百合中粗纤维、生物碱含量较高,K的含量较低;第四类百合中可溶性总糖、Mg含量较高;第五类百合中可溶性总糖、多糖、Ca、Fe、Cu含量较低,其他成分含量居中;第六类百合中粗纤维、蛋白质、生物碱、Mg含量较低,Fe含量最高。结合主成分分析的结果,44种/品种百合花瓣中卷丹的综合品质最高。(4)研究糖代谢调控通路的过程中发现,岷江百合、宜昌百合花瓣现蕾期至盛开期阶段中葡萄糖、果糖、蔗糖含量与可溶性总糖含量均呈持续增加的趋势且增长趋势一致,但宜昌百合中各糖含量始终高于岷江百合。葡萄糖、果糖、蔗糖含量与可溶性总糖含量之间均呈极显著相关关系(p<0.01),蔗糖相对含量与蔗糖合成酶基因的相对表达量存在显著相关关系(p<0.05)。(5)岷江百合、宜昌百合在不同生长时期糖合成相关酶基因表达量不同,SCTSy1基因相对表达量先迅速升高,于现蕾期至绿蕾期Ⅱ时期达到最高峰,随后急速降低,白蕾期Ⅰ时期后趋于平衡,基本维持在较低的水平下。SPS1基因的相对表达量先缓慢降低,于绿蕾期Ⅱ时期相对表达量较低,随后急速升高,绿蕾期Ⅲ时期后又缓慢降低后趋于稳定。在花瓣显色前期,蔗糖合成酶基因与蔗糖磷酸合成酶基因的协同作用共同促进了蔗糖的形成,同时蔗糖合成酶基因发挥其分解作用将蔗糖分解为葡萄糖和果糖等。在百合现蕾期之后,光合作用增强,叶片中积累的糖(如葡萄糖、果糖等)向花蕾运输,并在花蕾中大量积累直至开花,因此百合由现蕾期向花瓣盛开过程中糖含量增加,果糖、葡萄糖、蔗糖大量积累。