Analisis kebolehhidupan biji benih manggis (Garcinia mangostana L.) dan perubahan metabolomik setelah pengeringan

Abstract

Manggis (Garcinia mangostana) merupakan antara buah tropika yang mempunyai biji benih bersaiz besar dengan kandungan air yang tinggi, dan sensitif terhadap pengeringan dan suhu rendah. Hal ini menyebabkan kesukaran untuk menyimpan biji benih dan menyukarkan usaha pemuliharan. Sehingga hari ini, maklumat perubahan metabolik dalam biji benih rekalsitran yang disebabkan oleh pengeringan masih lagi terhad. Oleh itu, tujuan kajian ini adalah untuk memprofil metabolit biji benih rekalsitran pada perlakuan pengeringan yang berbeza yang boleh memberikan maklumat penting untuk kaedah penyimpanan biji benih. Biji benih dipilih dan dikeringkan selama 0 (kawalan), 6, 16, 24, dan 48 jam. Kemudian, ujian kandungan air dan percambahan dijalankan untuk mengukur kebolehhidupan bijih benih. Analisis kimia pula mengunakan kromatografi cecair-spektrometri jisim seiring (LC-MS/MS) dan kromatografi gas-spektrometri jisim (GC-MS) dijalankan untuk memprofil metabolit bijih benih. Ini diikuti dengan ujian histologi untuk mendapatkan gambaran taburan metabolit bagi keratan rentas biji benih. Hasil kajian menunjukkan menunjukkan kandungan air dan percambahan biji benih merosot apabila masa pengeringan bertambah. Bagi ujian kandungan air, peratusan kandungan air menurun daripada 52.44% (0 j) kepada 29.54% (48 j). Ujian percambahan pula menunjukkan peratus percambahan daripada 70% (0 j) menurun kepada 17.5% (48 j), dengan min ketinggian pucuk tertinggi adalah 12.75 cm (0 j) dan 0.58 cm (48 j). Sebanyak 138 metabolit telah diprofil daripada LC-MS/MS mod pengionan positif (seperti asid organik, amina, asid amino, asid lemak dan lemak, dan sebatian fenolik), manakala 60 metabolit daripada mod pengionan negatif (seperti gula dan terbitan, sebatian fenolik dan terpenoid). Analisis GC-MS pula mencatatkan profil sebanyak 68 metabolit (seperti gula dan terbitan, benzena dan terbitan, dan alkena). Analisis statistik menggunakan perisian SIMCA untuk mendapatkan multivariat analisis komponen utama (PCA) dan diskriminan-separa kuasa dua terkecil (PLS-DA) bagi kedua-dua analisis LC-MS/MS dan GC-MS. PCA dijalankan untuk analisis tak terselia, manakala, PLS-DA untuk analisis terselia. PCA bagi analisis LC-MS/MS mod pengionan positif telah menunjukkan pemisahan kepada dua kelompok iaitu 0 j-16 j dan 24 j-48 j. PLS-DA pula menunjukkan 0 j-16 j berada di kelompok yang sama, manakala 24 j dan 48 j berada di kelompok yang berasingan. Bagi mod pengionan negatif pula, kedua-dua PCA dan PLS-DA menunjukkan 48 j berada pada kelompok yang terasing daripada sampel masa pengeringan yang lain. Bagi analisis GC-MS, tiada kelompok dapat diperhatikan di antara sampel masa pengeringan walaupun nilai R2X dan Q2 adalah signifikan iaitu melebihi 0.5. Seterusnya, analisis histologi dijalankan untuk memerhatikan taburan sebatian daripada keratan rentas biji benih manggis dengan menggunakan pewarnaan tertentu untuk mengesan kehadiran karbohidrat, asid lemak dan sebatian fenolik. Perbezaan yang ketara pada pengumpulan metabolit berjaya diperhatikan antara sampel kawalan 0 j dan sampel perlakuan 48 j dalam analisis histologi ini. Ini adalah kajian pertama yang melaporkan profil metabolit daripada penggunaan platform metabolomik ke atas biji benih manggis yang dikeringkan dengan masa perlakuan yang berbeza. Data pemprofilan metabolit diperkukuh lagi dengan analisis terhadap taburan kelas sebatian pada keratan rentas biji benih. Maklumat ini secara tidak langsung menyumbang kepada pemahaman terhadap ciri dan sifat biji benih rekalsitran dan membantu dalam pengurusan penyimpanan, perambatan dan pemuliharaan.