近日，山东省农业科学院蔬菜研究所分子育种创新团队在Frontiers in Plant Science（IF=6.627；JCR1区，中科院2区）发表了题为“Identification of Key Genes Controlling Soluble Sugar and Glucosinolate Biosynthesis in Chinese Cabbage by Integrating metabolome and Genome-wide Transcriptome Analysis”的研究论文。
大白菜（Brassica rapa L. ssp. Pekinensis）起源于我国，年播种面积超过3000万亩，在保障我国蔬菜稳定供应中发挥了重要作用。近年来，随着人们生活水平的提高，市场对大白菜的需求逐渐由规模数量型向质量效益型转变，好吃且营养保健价值高的大白菜品种越来越受到消费者的欢迎。可溶性糖和硫代葡萄糖苷（硫苷）是决定大白菜风味及营养品质的重要组分，解析可溶性糖和硫苷合成的分子调控机制，对培育更加适应市场需求的高品质大白菜新品种至关重要。
本研究利用三个黄心（WWH、XQ、GCH）和三个白心（RWZ、XYW、RJJ）大白菜品种为研究材料，对大白菜中可溶性糖、类胡萝卜素和硫苷含量进行了测定，发现黄心大白菜中类胡萝卜素和硫苷的含量显著高于白心大白菜，而可溶性糖含量则显著低于白心大白菜。代谢组学分析发现，脂肪族硫苷和两种可溶性糖（果糖和葡萄糖）是导致大白菜硫苷和可溶性糖差异的关键代谢产物。进一步整合代谢组和转录组数据发现，BraA05gAOP1和BraA04gAOP4、BraA03gHT7和BraA01gHT4分别是调控硫苷和可溶性糖生物合成的关键结构基因，BraA01gCHR11和BraA07gSCL1是调控硫苷和可溶性糖生物合成的两个重要转录调节因子。本研究阐释了黄心和白心大白菜之间营养品质的差异，探究了大白菜硫苷和可溶性糖的分子调控机制，为下一步通过分子育种手段提高大白菜的营养品质奠定了基础。
蔬菜研究所博士后王立霞为该论文第一作者，高建伟研究员和王凤德研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了泰山学者人才工程、国家自然科学基金以及山东省蔬菜产业技术体系等项目的资助。原文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1043489/full
日期：2022-12-01
