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海南大学吴友根教授课题组在1区Top期刊《Horticulture Research》上发表文章

时间: 2021年07月17日 10:46 来源: 点击:[]

近日,海南大学吴友根教授课题组撰写的《Integrative iTRAQ-based proteomic and transcriptomic analysis reveals the accumulation patterns of key metabolites associated with oil quality during seed ripening of Camellia oleifera》论文,在中科院1TOPSCI期刊《Horticulture Research》(影响因子6.793)上发表。该研究解析了热带油茶种子成熟过程中主要代谢成分合成与积累的动态图谱。

油茶(Camellia oleifera)是中国重要的食用木本油料树种。油茶种子经浸出或压榨即可得到茶油,被誉为“油中软黄金”。海南岛是中国油茶分布的最南端,孕育了独具特色的热带油茶资源。油茶种子在成熟过程中会经历一系列复杂的生理生化变化,主要表现为某些与油质密切相关的代谢产物(脂肪酸和类黄酮等)的积累与转化,但其生物合成途径与调控网络仍未完全解析。研究团队通过转录组和蛋白组联合分析的手段对海南油茶种子成熟过程中主要代谢成分的合成与积累模式进行了阐释,成功解析了热带油茶种子成熟过程中主要代谢成分合成与积累的动态图谱。

 

油茶种子成熟过程中类黄酮生物合成相关生化通路的蛋白和转录表达的可视化

 

利用RNA-SeqiTRAQ技术从不同成熟度油茶种子中鉴定到16,530个差异转录本和1228个差异蛋白质,其中317个转录本和蛋白质存在共表达,且多数参与脂肪酸代谢、α-亚麻酸代谢和谷胱甘肽代谢等过程。随着种子成熟,总黄酮含量逐渐降低,脂肪酸含量在脂肪积累期达到峰值,这与相应通路中基因或蛋白质的表达模式相一致。PALCHS等上游候选蛋白及其相应转录本的表达水平,与总黄酮含量的变化呈正相关;莽草酸-羟基肉桂酰基转移酶(HCT)编码基因的表达水平则相反。乙醇脱氢酶(ADH)相对应的蛋白质和mRNA丰度的变化与亚油酸含量呈负相关。利用WGCNA进一步鉴定了6个与类黄酮、油脂和脂肪酸合成代谢相关的独特模块。最后,基于已知的代谢途径,结合WGCNASpearman相关性分析,筛选出5个共表达的转录本和蛋白质:肉桂醇脱氢酶(CAD)、咖啡酸3-O-甲基转移酶(COMT)、黄酮醇合成酶(FLS)和4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)。研究结果揭示了与热带油茶种子成熟过程中主要代谢成分合成与积累相关的关键候选基因和蛋白质的时空特异性表达,为该树种的遗传改良提供了科学依据。

 

油茶种子脂肪酸代谢相关生化通路的蛋白和转录表达的可视化

 

海南大学博士研究生叶洲辰为该论文第一作者,园艺学院于靖博士为共同第一作者,海南大学园艺学院吴友根教授与南京农业大学园艺学院侯喜林教授为该论文共同通讯作者。该项目得到了中央财政林业科技推广示范资金项目(琼[2020]TG02号)和海南省普通高等学校研究生创新科研课题(No. Hyb2019-01)等的支持。

相关链接:https://doi.org/10.1038/s41438-021-00591-2

 

 

 

 

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