比较代谢组和转录组学揭示"19香"水稻香气物质组成及其形成途径

Comparison between Metabolomics and Transcriptomics for Revealing the Composition and Formation Pathway of Aroma Compounds in "19 Xiang" Rice

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摘要基于气象色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)对广东省龙川市和连山市种植的"19香"乳熟期籽粒胚乳的挥发性代谢物进行代谢组学分析,结合转录组技术挖掘香气物质形成的相关基因,探讨产地对香稻香气物质形成的影响.通过主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)、偏最小二乘法判别分析(Partial Least Squares Discriminant Analysis,PLS-DA)对原始数据进行多元统计分析.结果表明,"19香"异地种植后其挥发性物质含量发生变化,其中有14个香气物质的相对含量达显著差异.通过KEGG富集分析发现次级代谢物的生物合成对香气物质含量具有显著影响.在转录水平上以连山组为对照,龙川组样本有56个显著上调表达基因和89个下调表达基因,且主要参与有机物的分解代谢和多糖代谢等生物进程,差异表达基因发挥着糖基键的水解酶活性和氧化还原酶活性等分子功能,此外类胡萝卜素合成途径为显著富集通路.综上所述,不同种植环境对香稻的香气物质含量影响较大,其中乳熟期糖类代谢活动、胁迫应答相关机制可能是种植环境中调控香气物质含量的关键因子.

作者刘志涛 ^[1] 梁嘉燕 ^[2] 孔雷蕾 ^[2] 胡晓丹 ^[2] 郑奕雄 ^[3] 白嵩 ^[2] 学术成果认领

作者单位仲恺农业工程学院农业与生物学院广东广州 510230;广东省农业科学院水稻研究所,农业农村部华南优质稻遗传育种实验室(部省共建),广东省水稻育种新技术重点实验室,广东省水稻工程实验室,广东广州 510640 ^[1] 广东省农业科学院水稻研究所,农业农村部华南优质稻遗传育种实验室(部省共建),广东省水稻育种新技术重点实验室,广东省水稻工程实验室,广东广州 510640 ^[2] 仲恺农业工程学院农业与生物学院广东广州 510230 ^[3]

关键词香稻异地种植香气物质 2-乙酰基-1-吡咯啉转录组测序 aromatic rice off-site planting aroma compound 2-acetyl-1-pyrroline(2AP)transcriptome sequencing

栏目名称

食品风味

DOI 10.13982/j.mfst.1673-9078.2023.9.0768

发布时间 2023-10-16

基金项目

广东省重点领域研发计划项目（2020B0202090003）；广东省重点领域研发计划项目（2020B020225004）；广东省农业科学院水稻研究所优谷计划项目（2021YG09）；广东省水稻育种新技术重点实验室（2020B1212060047）