碳水化合物代謝中的糖類和有機酸是重要的風(fēng)味物質(zhì)，也是水果細(xì)胞結(jié)構(gòu)和呼吸代謝底物的組成成分。它們還可以作為信號來調(diào)節(jié)果實的生長、發(fā)育和衰老，以及相關(guān)基因的表達(dá)。因此，碳水化合物代謝對于調(diào)節(jié)采后果實的品質(zhì)、成熟和衰老具有重要意義。 近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)吳振先教授團隊在Scientia Horticulturae上發(fā)表了題為“Multi-omics analysis revealed room temperature storage affected the quality of litchi by altering carbohydrate metabolism”的研究論文。文章利用多組學(xué)分析，通過系統(tǒng)探討室溫下荔枝果實果肉生理變化的調(diào)控，為荔枝果實的優(yōu)化保存提供了基礎(chǔ)，為研究果實碳水化合物代謝提供了參考。其中，中科新生命提供了轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組的檢測和技術(shù)支持服務(wù)。 研究材料 室溫保存0、2、4、6、8天的荔枝果實 技術(shù)路線 步驟1：室溫儲存過程中荔枝果實糖、酸含量檢測； 步驟2：轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組聯(lián)合解析影響果實風(fēng)味的代謝路徑； 步驟3：qRT-PCR和酶活檢測驗證組學(xué)數(shù)據(jù)。 研究結(jié)果 1. 室溫儲存過程中可溶性糖（TSS）和可滴定酸（TA）含量的變化 新鮮的荔枝果實，酸酸甜甜，風(fēng)味獨特，而在室溫儲存一段時間后，果實風(fēng)味就變得不太理想。為了探究儲存過程中果實內(nèi)部發(fā)生的變化，研究人員測定了室溫儲存0、2、4、6和8天的荔枝果肉中TSS和TA的含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TSS和TA的含量均下調(diào)，且TA的下調(diào)幅度大于TSS，進(jìn)而導(dǎo)致糖酸比顯著增加，影響果實風(fēng)味。 圖1 室溫存儲過程中TSS和TA的含量變化趨勢 2. 室溫儲存8d后轉(zhuǎn)錄組和蛋白組分析 首先，研究人員對室溫儲存0d和8d的荔枝果實樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組和蛋白組檢測，共發(fā)現(xiàn)2862個差異表達(dá)基因和169個差異表達(dá)蛋白，差異基因和差異蛋白富集分析表明糖代謝發(fā)生了顯著變化；接下來，研究人員將轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，以實現(xiàn)基因和蛋白質(zhì)譜的互補性和整合性。差異基因和差異蛋白共同顯著富集在多個GO term上，其中7個與糖代謝相關(guān)。這些結(jié)果表明糖代謝在室溫儲存8d的荔枝果肉中發(fā)生了顯著變化，并且這些變化受基因和蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)。 圖2 轉(zhuǎn)錄組和蛋白組聯(lián)合分析 3. 室溫儲存8d后代謝組學(xué)分析 為了評估室溫儲存如何影響代謝物，作者對室溫儲存0d和8d的果實樣本進(jìn)行代謝物檢測，共獲得79個差異代謝物，富集分析結(jié)果顯示在糖代謝通路上顯著富集，該結(jié)果對上述轉(zhuǎn)錄組和蛋白組結(jié)果進(jìn)一步的驗證。 圖3 代謝組學(xué)分析結(jié)果 4. 組學(xué)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的驗證 為了驗證轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)檢測到的基因、蛋白質(zhì)和代謝物豐度的變化，研究人員利用qRT-PCR對組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，其中Lcα-淀粉酶、Lcβ-淀粉酶、LcNI、LcSAI和LcSS的基因表達(dá)模式和蛋白表達(dá)模式與qRT-PCR數(shù)據(jù)一致，而淀粉、葡萄糖、果糖含量降低，蔗糖含量，與代謝組學(xué)檢測結(jié)果一致，該結(jié)果與各組學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)果相互印證。
圖4 qRT-PCR和酶活檢測 中科優(yōu)品推薦 【中科新生命】建立了完整的多組學(xué)服務(wù)平臺，通過多組學(xué)生物信息學(xué)報告的剖析和引導(dǎo)，能夠幫助老師們從龐大而又復(fù)雜的多組學(xué)數(shù)據(jù)中迅速理出線索，充分利用好組學(xué)大數(shù)據(jù)帶來的系統(tǒng)生物學(xué)信息。聯(lián)合分析限時免費體驗中，歡迎感興趣的老師前來咨詢。
小結(jié)
本研究通過多組學(xué)平臺分析了0d和8d荔枝果肉的差異，探討了室溫儲存的荔枝果肉的質(zhì)量變化。轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的結(jié)果表明糖代謝途徑發(fā)生了顯著變化。糖代謝途徑的變化影響了糖和酸的組成和含量，從而導(dǎo)致風(fēng)味發(fā)生變化。該結(jié)果從多個角度解釋了常溫貯藏荔枝果肉的生理變化和調(diào)控，為研究水果糖類代謝提供了參考。
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