基于广泛靶向代谢组学的血橙枯水时柠檬酸降解途径研究

摘要

枯水是影响柑橘果实品质的主要生理性病害,果实发病后风味寡淡,不堪食用。枯水主要类型为汁胞粒化型枯水和汁胞萎缩型枯水,后者研究较少。以汁胞萎缩型枯水的塔罗科血橙为实验材料,运用广泛靶向代谢组学分析汁胞萎缩型枯水的初生代谢物及代谢途径变化,并进一步结合氨基酸含量、关键酶活性及基因表达分析解析枯水时柠檬酸降解机制。研究结果表明:有193种初生代谢物的含量在汁胞枯水时显著变化,其中柠檬酸含量显著下降了53.1%,乙酰辅酶A途径代谢产物丝氨酸、亚油酸及其他脂类物质的含量显著升高;脂代谢基因在枯水时上调表达;编码ATP-柠檬酸裂解酶的基因CsACLs的表达没有变化;谷氨酰胺合成酶活性在枯水时增加了75.3%;γ-氨基丁酸含量没有变化,谷氨酰胺脱羧酶活性没有变化,编码谷氨酰胺脱羧酶的基因CsGADs在枯水时下调表达。研究表明,乙酰辅酶A合成途径是血橙汁胞萎缩型枯水时柠檬酸快速降解的主要机制,结果旨在为明确柑橘枯水机制提供一定的参考。