IF=4.2 | 不同西瓜品种果实品质的转录组代谢组联合分析
“ 2025年1月 Scientia Horticulturae杂志发表了一篇题为“Combined transcriptome and metabolome analysis reveals the mechanism of fruit quality formation in different watermelon (Citrullus lanatus) cultivars”的转录组代谢组联合分析文章。”
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研究背景
西瓜作为夏季最受欢迎的水果之一，因其清甜可口的味道和丰富的水分含量，成为了全球消费者的首选。然而，不同西瓜品种之间的果实品质差异较大，如何揭示这些差异的分子机制，一直是农业生物学家关注的焦点。
传统的品质评价往往侧重于感官指标，比如甜度、口感、色泽等，但果实的品质形成不仅仅是表面上的感官体验，它涉及到复杂的基因表达和代谢途径。因此，这篇文章采用了转录组学和代谢组学相结合的方式，从分子和代谢的层面，揭示不同西瓜品种果实品质差异的根本原因。
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分析结果
01. 实验设计
研究使用4种不同的西瓜品种作为实验材料，将完全成熟期（授粉后 35 天）的西瓜取样做转录组代谢组分析。
02. 转录组分析
转录组分析显示，不同品种的西瓜果实在基因表达上存在显著差异，特别是在糖代谢、酸代谢和芳香物质合成相关的基因上。这些基因的表达模式直接影响了果实的甜度、口感和香气。
03.代谢组分析
代谢组学分析，不同品种的西瓜在糖类（如葡萄糖、果糖）、有机酸（如柠檬酸、苹果酸）以及挥发性芳香物质（如香草醛、乙酸等）的含量上有显著差异。这些代谢物不仅决定了西瓜的味觉体验，也影响了消费者的购买决策。
04.转录组代谢组联合分析
文章将代谢组和转录组相结合，研究了四个西瓜品种中与糖酸和果肉颜色相关的差异表达基因和差异代谢物。在有机酸和糖代谢途径中鉴定出 58 个基因和 9 个代谢物。在与果肉颜色形成相关的途径 （类胡萝卜素合成、苯丙烷合成、类黄酮合成） 中共鉴定出 55 个基因和 102 种代谢物。对 4 个西瓜品种的组学分析揭示了参与糖酸生物合成和果肉颜色形成的代谢基因和代谢产物存在显著差异，为通过基因工程提高西瓜果实的品质和商业价值提供了新思路。
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总结
研究发现，JC 西瓜中鉴定出的糖和有机酸含量显著高于其他 3 个品种，主要为 FBA2、GAPN、SUS2、SPS1、TPPJ、TPS1、SBE1 和 SBE3 显著高于其他品种，可用作糖代谢途径中的候选基因。还确定了与西瓜果肉颜色形成相关的代谢途径，包括类胡萝卜素生物合成、苯丙烷生物合成和类黄酮合成 （花青素生物合成、异黄酮生物合成、类黄酮和黄酮醇生物合成）。研究利用组学技术初步分析了 4 个西瓜品种果实品质和颜色形成的机制，为后续西瓜果实的分子育种奠定了基础。
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- 分类：文献解读
