项目文章 | 多组学联合揭示常温下糖代谢变化如何影响荔枝果肉品质

碳水化合物代谢中的糖类和有机酸是重要的风味物质，也是水果细胞结构和呼吸代谢底物的组成成分。它们还可以作为信号来调节果实的生长、发育和衰老，以及相关基因的表达。因此，碳水化合物代谢对于调节采后果实的品质、成熟和衰老具有重要意义。

近日，华南农业大学吴振先教授团队在Scientia Horticulturae上发表了题为“Multi-omics analysis revealed room temperature storage affected the quality of litchi by altering carbohydrate metabolism”的研究论文。文章利用多组学分析，通过系统探讨室温下荔枝果实果肉生理变化的调控，为荔枝果实的优化保存提供了基础，为研究果实碳水化合物代谢提供了参考。其中，中科新生命提供了转录组、蛋白组、代谢组的检测和技术支持服务。

室温保存0、2、4、6、8天的荔枝果实
 

技术路线

步骤1：室温储存过程中荔枝果实糖、酸含量检测；

步骤2：转录组、蛋白组、代谢组联合解析影响果实风味的代谢路径；

步骤3：qRT-PCR和酶活检测验证组学数据。

 

研究结果

1. 室温储存过程中可溶性糖（TSS）和可滴定酸（TA）含量的变化

新鲜的荔枝果实，酸酸甜甜，风味独特，而在室温储存一段时间后，果实风味就变得不太理想。为了探究储存过程中果实内部发生的变化，研究人员测定了室温储存0、2、4、6和8天的荔枝果肉中TSS和TA的含量。结果发现，TSS和TA的含量均下调，且TA的下调幅度大于TSS，进而导致糖酸比显著增加，影响果实风味。

图1 室温存储过程中TSS和TA的含量变化趋势

 

2. 室温储存8d后转录组和蛋白组分析

首先，研究人员对室温储存0d和8d的荔枝果实样本进行转录组和蛋白组检测，共发现2862个差异表达基因和169个差异表达蛋白，差异基因和差异蛋白富集分析表明糖代谢发生了显著变化；接下来，研究人员将转录组学和蛋白质组学数据进行联合分析，以实现基因和蛋白质谱的互补性和整合性。差异基因和差异蛋白共同显著富集在多个GO term上，其中7个与糖代谢相关。这些结果表明糖代谢在室温储存8d的荔枝果肉中发生了显著变化，并且这些变化受基因和蛋白质的调节。

图2 转录组和蛋白组联合分析

 

3. 室温储存8d后代谢组学分析

为了评估室温储存如何影响代谢物，作者对室温储存0d和8d的果实样本进行代谢物检测，共获得79个差异代谢物，富集分析结果显示在糖代谢通路上显著富集，该结果对上述转录组和蛋白组结果进一步的验证。

图3 代谢组学分析结果

 

4. 组学数据准确性的验证

为了验证转录组学、蛋白质组学和代谢组学检测到的基因、蛋白质和代谢物丰度的变化，研究人员利用qRT-PCR对组学数据进行验证，其中Lcα-淀粉酶、Lcβ-淀粉酶、LcNI、LcSAI和LcSS的基因表达模式和蛋白表达模式与qRT-PCR数据一致，而淀粉、葡萄糖、果糖含量降低，蔗糖含量，与代谢组学检测结果一致，该结果与各组学的数据结果相互印证。

图4 qRT-PCR和酶活检测

小结
本研究通过多组学平台分析了0d和8d荔枝果肉的差异，探讨了室温储存的荔枝果肉的质量变化。转录组学、蛋白质组学和代谢组学的结果表明糖代谢途径发生了显着变化。糖代谢途径的变化影响了糖和酸的组成和含量，从而导致风味发生变化。该结果从多个角度解释了常温贮藏荔枝果肉的生理变化和调控，为研究水果糖类代谢提供了参考。
 

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