不同水稻抗性淀粉含量差异的转录组学解析OA北大核心CSTPCD

【目的】抗性淀粉是功能性水稻研究的热点品质性状之一。旨在研究水稻籽粒灌浆过程中不同抗性淀粉含量品种之间的差异表达基因及可能参与的调控通路,探究水稻抗性淀粉合成的规律和分子机制。【方法】分别对高抗性淀粉粳稻品种JTD和低抗性淀粉粳稻品种宁粳28号(NJ28)在籽粒灌浆中后期2个时间点(10 d和16 d),每个时间点每个样品3次重复,共12个样品进行转录组学测序和分析。【结果】NJ28和JTD在灌浆10 d相比有1326个差异表达基因(DEGs),包含986个上调DEGs和340个下调DEGs;在16 d时有1158个DEGs,包含384个上调DEGs和786个下调DEGs;在10 d和16 d共同变化的DEGs 689个,包含435个上调DEGs和254个下调DEGs。GO功能和KEGG富集分析发现DEGs主要参与淀粉代谢和脂肪酸代谢,例如α-淀粉酶、β-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、异淀粉酶、脂肪酸延长和降解相关酶等。利用qRT-PCR对3个基因进行验证发现,其mRNA表达趋势均与转录组分析中的表达趋势一致。利用气质联用仪对36个脂肪酸进行定量测定,发现包括油酸在内的7个脂肪酸在高抗性淀粉品种中含量较高。【结论】筛选到一些可能参与抗性淀粉合成的候选基因和重要脂肪酸,为深入理解水稻籽粒中RS合成、其与非淀粉物质脂肪酸之间的关联提供了研究思路和分子基础,为制备具有酶抗性结构和低升糖指数的淀粉类食品提供理论依据。