近日，Food Frontiers（JCR1区，IF=7.4）在线发表了院作物所芝麻团队研究论文“Unraveling the Amino Acid Synthesis in Maturity Sesame Seeds Based on the Integrative Analysis of Transcriptome and Metabolome”，揭示了谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸/天冬氨酸-预苯酸氨基转移酶（PAT）和多胺氧化酶（PAO）等酶与关键DEGs通过调控谷氨酸（Glu）代谢、精氨酸（Arg）合成、脯氨酸（Pro）和酪氨酸（Tyr）代谢的过程来促进芝麻籽粒在关键生育时期的氨基酸和蛋白质的合成与代谢。
该研究通过芝麻籽在四个不同成熟发育阶段（S1-S4）的代谢组学和转录组学分析，在鉴定出的17种氨基酸中，发现Glu、Arg、Pro和Tyr在籽粒成熟时期表现出较高的丰度。通过KEGG通路分析，共筛选出88个DEGs编码42种与氨基酸合成相关的酶，以及63种代谢物（包括氨基酸及其衍生物）参与 Glu、Arg、Pro和Tyr的合成代谢途径。相关性分析显示关键酶GS、PAT和PAO的表达与氨基酸的表达丰度高度关联，表明这些酶在氨基酸合成中起着重要作用。基因网络分析进一步表明DEGs ( LOC105175170、LOC105178125 和 LOC105169743)与Glu、Arg相关的中间化合物生物合成高度关联，DEGs(LOC105165408、LOC105178558、LOC105178476 和LOC105165816)在调节Tyr的合成代谢途径起着关键作用，在Pro的合成代谢途径中，具有特定功能的关键基因( LOC105160941、LOC105178573、LOC105160373 和LOC105168240)引起我们的关注和需要进一步的研究。本研究为关键DEGs及其相关代谢的酶在芝麻籽粒关键生育时期调控氨基酸的合成代谢途径提供了新的见解，也为芝麻加工专用新品种的分子育种研究奠定基础。
国家特色油料产业技术体系岗位科学家、芝麻机械化功能研究室主任、院作物所张银萍副研究员和安庆师范大学张圆圆博士为论文共同第一作者，北方民族大学生物科学与工程学院院长魏兆军教授、国家特色油料体系首席科学家张海洋研究员、苗红梅研究员等为论文共同通讯作者。本研究得到国家特色油料产业技术体系、安徽省油料产业技术体系等项目资助。
来源：安徽省农业科学院
采编：姜姜
排版：小同
