薏米萌芽过程的代谢组学变化及特征分子筛选

作     者：李祥栋 潘虹 陆秀娟 魏心元 石明 周美亮 LI Xiang-dong;PAN Hong;LU Xiu-juan;WEI Xin-yuan;SHI Ming;ZHOU Mei-liang

作者机构：黔西南州农业林业科学研究院兴义562400 贵州省薏苡工程技术研究中心兴义562400 中国农业科学院作物科学研究所北京100081 

出 版 物：《植物遗传资源学报》 (Journal of Plant Genetic Resources)

年 卷 期：2022年第23卷第4期

页      面：1155-1165页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：第三次全国作物种质资源普查与收集行动(19210866) 贵州省现代农业产业体系(黔财农15号) 贵州省农业技术服务资金(黔财农51号) 黔西南州科技计划项目(2020-1-03) 

主　　题：萌芽 生物活性分子 差异代谢物 薏米 

摘      要：药食同源是薏苡作物的天然禀赋,但是加工利用过程中往往存在适口性差、不易蒸煮等特点。种子萌芽是植物新一轮生命周期的开端,也是改善谷物口感与品质的重要手段。本研究旨在研究薏米萌芽前后特征代谢物的变化,为薏米功能食品的开发和利用提供理论依据。以兴仁白壳、黔薏2号、安国薏苡和日本薏米4份薏米材料进行萌芽,采用广泛靶向代谢组学分析方法对其萌芽后和萌芽前的代谢物进行比较分析,并对其差异代谢物进行鉴定和筛选。结果显示,4份薏米材料在萌芽前后共检测到590个代谢物,其中190个共有差异代谢物,2个黄皮品种聚在一起,2个红皮品种聚为一类。薏米萌芽后脂质、有机酸、生物碱、木质素和香豆素、酚酸类、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物整体上呈上调模式,而黄酮类则整体表现为下调模式。上调倍数最大的10个差异代谢物分子为N-苯乙酰甘氨酸、S-腺苷蛋氨酸、N-α-乙酰-L-精氨酸、甲基马来酸、丙氨酰亮氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、茶氨酸、L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸、对香豆酰基O-水杨酰奎尼酸、核酮糖-5-磷酸,下调倍数最大的代谢物分子为脯氨酸甜菜碱、甘草素-7,4-二葡萄糖苷、顺式玉米素、扁蓄苷、七叶苷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷、山奈素、芍药花素、金圣草黄素7-O-葡萄糖苷、苜蓿素-O-芸香糖苷。KEGG通路富集分析表明,萌芽过程中氨基酸生物合成、氨酰tRNA生物合成、ABC转运蛋白、嘧啶代谢及玉米素生物合成、黄酮代谢、生物碱合成、芥子油苷生物合成、甘油脂类生物代谢过程均发生了显著变化。薏米萌芽过程中涉及脂质、有机酸、生物碱、木质素和香豆素、酚酸类、氨基酸和核苷酸及其衍生物的生物代谢过程活跃,并找到了一些重要特征分子和生物活性分子。萌芽后,如溶血磷脂酰胆碱、薏苡素、10-甲酰四氢叶酸、齐墩果酸、没食子儿茶素、绿原酸、丁香酸等具有重要生物活性的功能分子在萌芽过程中显著富集。