【項目文章】辣眼睛的洋蔥寶寶是否有望化身甜妹子?

也許是不甘心永遠當調味品,洋蔥為了引起關注,切開的洋蔥會刺激眼睛,讓我們不由自主的流眼淚。這是因為,洋蔥細胞中含有酶,當細胞被割裂時,酶會跑出來,然后它會分解從割裂細胞中逃逸出來的氨酸亞砜,形成次磺酸,磺酸快速重組,揮發氣體,氣體到達我們的眼睛里,與保持眼睛濕潤的水分發生反應,所以我們會流眼淚。

有沒有什么辦法,降低洋蔥辛辣的刺激性,提高洋蔥的甘甜的口感呢?

2016年9月,百邁客與北京農林科學院蔬菜所的一項研究為解決這個問題提供了理論基礎。前人已有的研究表明,淀粉或蔗糖代謝在球莖的形成和發育過程中發揮著重要作用。為了分析洋蔥在球莖膨大過程中蔗糖的代謝和甜味的發展情況,我們利用RNA-seq對三個不同發育階段的洋蔥球莖進行轉錄組測序。

英文名稱:Transcriptome Analysis of Sucrose Metabolism during Bulb Swelling and Development in Onion (Allium cepa L.)
雜志:frontiers in plant science
影響因子:4.495

實驗材料

洋蔥球莖,每組樣本3個生物學重復。

DAS:day after swelling。

 

實驗思路

 

文章結果

經過測序分析,我們最終鑒定了參與洋蔥球莖形成和發育的差異表達基因,篩選出與蔗糖、葡萄糖和果糖代謝相關的關鍵基因。

1.質量評估和數據過濾后共獲得72.53M clean reads。Q30在85%以上。說明測序數據的準確性和數據量滿足后續分析。用trinity將reads組裝到79376條Unigenes,平均長度為678bp。ContigN50為1093bp。

2.用BLASTX將組裝得到的序列與Nr,Swiss-Prot,GO,COG和KEGG數據庫進行比對,共有8288個Unigenes注釋到了25個COG類別中的11713個功能。有585個Unigenes注釋到“碳水化合物的運輸和代謝”。

 

3.為了鑒定在洋蔥球莖膨脹過程中活躍的通路,將得到的unigenes與KEGG數據庫中標準參考通路進行比對。15 DAS vs. 30 DAS注釋到了95個pathway,15 DAS vs. 40 DAS 注釋到了79個pathway,30 DAS vs. 40 DAS注釋到了86個pathway。共有6113個unigenes注釋到了120條KEGG通路中。“淀粉和蔗糖代謝”構成了各樣本文庫中的初級代謝途徑,并有可能在球莖膨大和發育過程中活性更高。

4.設置P < 0.01和|log2 (fold change)|≥1,篩選出在球莖發育過程中的差異表達基因。在3個不同發育階段共獲得5416個差異表達基因。為深入了解洋蔥發育過程中蔗糖代謝,結合文獻中的已有的報道并根據洋蔥RNA測序數據注釋中的關鍵詞搜索共列篩選出147個差異調控淀粉和蔗糖代謝的關鍵基因。根據洋蔥球莖發育過程中蔗糖、葡萄糖、果糖水平的變化,挑選出6個差異表達基因可能在洋蔥球莖發育早期發揮重要作用,分別為CWIN,SUT,SuSy (SuSy1,SuSy2)和INV (INV1,INV2)。

 

 

 

5.使用qRT-PCR驗證參與蔗糖代謝的差異表達基因。這6個差異表達基因的表達水平與RNA-seq結果是一致的。

 

結論

本研究結果表明,程序化的基因表達以及不同發育階段中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量變化對球莖膨大十分重要。這些發現對于我們理解洋蔥球莖發育的分子機制具有重要作用。相信在不遠的將來,這些理論基礎就會運用到實際當中,提高洋蔥的糖分,降低氣味刺激性,到那時,媽媽再也不用擔心切洋蔥時會辣眼睛了。

參考文獻

Zhang C, Zhang H, Zhan Z, et al. Transcriptome Analysis of Sucrose Metabolism during Bulb Swelling and Development in Onion (Allium cepa L.)[J]. Frontiers in Plant Science, 2016, 7.

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