‘晋谷21’和矮秆品系‘21DG’营养品质及代谢组学分析

[目的]谷子是我国重要的杂粮作物之一,逐渐发展成为模式植物。籽粒脱壳后为小米,含有丰富的营养价值。为了探究矮秆品系‘21DG’小米的品质,我们对山西名优谷子品种‘晋谷21’和矮秆品系‘21DG’进行了营养品质鉴定和代谢组学分析。[方法]本研究对‘21DG’和‘晋谷21’进行米色分析、总类胡萝卜素含量和总类黄酮含量测定。基于UPLC-MS/MS技术进一步对‘21DG’和‘晋谷21’进行代谢物鉴定和差异代谢物筛选。[结果]结果显示,‘21DG’磨粉前后的米色均浅于‘晋谷21’,且总类胡萝卜素含量和总类黄酮含量也低于‘晋谷21’;然而,‘21DG’的粗脂肪和粗蛋白含量优于‘晋谷21’。在鉴定的2557个代谢物中共筛选到了213个差异代谢物,其中有125个含量显著升高,88个含量显著降低。KEGG代谢通路富集分析表明,‘晋谷21’和‘21DG’的黄酮类、氨基酸类及糖类的生物合成及代谢差异较大,这些物质与小米的品质密切相关。[结论]本研究中,‘21DG’的粗脂肪和粗蛋白含量高于‘晋谷21’;且在筛选到的差异代谢物中,有125个含量显著升高,与‘晋谷21’相比,‘21DG’的甲氧基香豆素、阿魏酸、去甲升麻精、DL-4-羟基苯乳酸、芥子素A等代谢物的含量显著升高。该结果为深入探索小米潜在价值,提高谷子质量奠定了基础,也为小米品质的综合评价利用提供参考。

谷子miR169家族及其靶基因的鉴定与功能分析

micro RNA广泛参与植物中多个生长发育过程,mi R169家族是最保守的mi RNA家族之一。对谷子mi R169(sit-miR169)家族进行生物信息学分析,包括染色体分布、系统进化、碱基保守性、二级结构和sit-mi R169及其靶基因的表达。鉴定了15个sit-miR169,分布于7条染色体上。系统进化分析显示,sit-miR169家族前体sit-MIR169大致可以分为2簇,部分sit-MIR169成员与水稻osa-MIR169家族成员亲缘关系较近。sit-miR169的前体均可形成稳定的二级茎环结构,成熟体均产生于前体的5′端臂上,且成熟序列的碱基保守性很强。sit-miR169在花、叶和根中均有表达,具有明显组织表达特异性。sit-miR169的靶基因主要是NF-YA转录因子基因,此外还有L型凝集素类受体蛋白激酶、ω-6脂肪酸去饱和酶、转运蛋白Sec1a、SDG40蛋白、环指跨膜蛋白和核糖体大亚基假尿苷合酶SVR1基因等。mi R169通过调控靶基因,尤其是NF-YA的表达量来影响植物的生长发育和对环境的应答。谷子NF-YA基因主要在根和穗中表达,表现出明显的组织表达特异性。此外,sit-mi R169靶基因的表达受环境诱导,如干旱条件能进一步诱导Seita.9G521100基因在根中的表达。