也許是不甘心永遠(yuǎn)當(dāng)調(diào)味品，洋蔥為了引起關(guān)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(xì)胞中含有酶，當(dāng)細(xì)胞被割裂時，酶會跑出來，然后它會分解從割裂細(xì)胞中逃逸出來的氨酸亞砜，形成次磺酸，磺酸快速重組，揮發(fā)氣體，氣體到達(dá)我們的眼睛里，與保持眼睛濕潤的水分發(fā)生反應(yīng)，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(nóng)林科學(xué)院蔬菜所的一項研究為解決這個問題提供了理論基礎(chǔ)。前人已有的研究表明，淀粉或蔗糖代謝在球莖的形成和發(fā)育過程中發(fā)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(fā)展情況，我們利用RNA-seq對三個不同發(fā)育階段的洋蔥球莖進(jìn)行轉(zhuǎn)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(xué)重復(fù)。

DAS：day after swelling。

 

實驗思路

 

文章結(jié)果

經(jīng)過測序分析，我們最終鑒定了參與洋蔥球莖形成和發(fā)育的差異表達(dá)基因，篩選出與蔗糖、葡萄糖和果糖代謝相關(guān)的關(guān)鍵基因。

1.質(zhì)量評估和數(shù)據(jù)過濾后共獲得72.53M clean reads。Q30在85%以上。說明測序數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)量滿足后續(xù)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(shù)據(jù)庫進(jìn)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(shù)據(jù)庫中標(biāo)準(zhǔn)參考通路進(jìn)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?！暗矸酆驼崽谴x”構(gòu)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(fā)育過程中活性更高。

4.設(shè)置P < 0.01和|log2 (fold change)|≥1，篩選出在球莖發(fā)育過程中的差異表達(dá)基因。在3個不同發(fā)育階段共獲得5416個差異表達(dá)基因。為深入了解洋蔥發(fā)育過程中蔗糖代謝，結(jié)合文獻(xiàn)中的已有的報道并根據(jù)洋蔥RNA測序數(shù)據(jù)注釋中的關(guān)鍵詞搜索共列篩選出147個差異調(diào)控淀粉和蔗糖代謝的關(guān)鍵基因。根據(jù)洋蔥球莖發(fā)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(dá)基因可能在洋蔥球莖發(fā)育早期發(fā)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(dá)基因。這6個差異表達(dá)基因的表達(dá)水平與RNA-seq結(jié)果是一致的。

 

結(jié)論

本研究結(jié)果表明，程序化的基因表達(dá)以及不同發(fā)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(fā)現(xiàn)對于我們理解洋蔥球莖發(fā)育的分子機制具有重要作用。相信在不遠(yuǎn)的將來，這些理論基礎(chǔ)就會運用到實際當(dāng)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(dān)心切洋蔥時會辣眼睛了。

參考文獻(xiàn)

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.