【项目文章】辣眼睛的洋葱宝宝是否有望化身甜妹子?

也许是不甘心永远当调味品,洋葱为了引起关注,切开的洋葱会刺激眼睛,让我们不由自主的流眼泪。这是因为,洋葱细胞中含有酶,当细胞被割裂时,酶会跑出来,然后它会分解从割裂细胞中逃逸出来的氨酸亚砜,形成次磺酸,磺酸快速重组,挥发气体,气体到达我们的眼睛里,与保持眼睛湿润的水分发生反应,所以我们会流眼泪。

有没有什么办法,降低洋葱辛辣的刺激性,提高洋葱的甘甜的口感呢?

2016年9月,百迈客与北京农林科学院蔬菜所的一项研究为解决这个问题提供了理论基础。前人已有的研究表明,淀粉或蔗糖代谢在球茎的形成和发育过程中发挥着重要作用。为了分析洋葱在球茎膨大过程中蔗糖的代谢和甜味的发展情况,我们利用RNA-seq对三个不同发育阶段的洋葱球茎进行转录组测序。

英文名称:Transcriptome Analysis of Sucrose Metabolism during Bulb Swelling and Development in Onion (Allium cepa L.)
杂志:frontiers in plant science
影响因子:4.495

实验材料

洋葱球茎,每组样本3个生物学重复。

DAS:day after swelling。

 

实验思路

 

文章结果

经过测序分析,我们最终鉴定了参与洋葱球茎形成和发育的差异表达基因,筛选出与蔗糖、葡萄糖和果糖代谢相关的关键基因。

1.质量评估和数据过滤后共获得72.53M clean reads。Q30在85%以上。说明测序数据的准确性和数据量满足后续分析。用trinity将reads组装到79376条Unigenes,平均长度为678bp。ContigN50为1093bp。

2.用BLASTX将组装得到的序列与Nr,Swiss-Prot,GO,COG和KEGG数据库进行比对,共有8288个Unigenes注释到了25个COG类别中的11713个功能。有585个Unigenes注释到“碳水化合物的运输和代谢”。

 

3.为了鉴定在洋葱球茎膨胀过程中活跃的通路,将得到的unigenes与KEGG数据库中标准参考通路进行比对。15 DAS vs. 30 DAS注释到了95个pathway,15 DAS vs. 40 DAS 注释到了79个pathway,30 DAS vs. 40 DAS注释到了86个pathway。共有6113个unigenes注释到了120条KEGG通路中。“淀粉和蔗糖代谢”构成了各样本文库中的初级代谢途径,并有可能在球茎膨大和发育过程中活性更高。

4.设置P < 0.01和|log2 (fold change)|≥1,筛选出在球茎发育过程中的差异表达基因。在3个不同发育阶段共获得5416个差异表达基因。为深入了解洋葱发育过程中蔗糖代谢,结合文献中的已有的报道并根据洋葱RNA测序数据注释中的关键词搜索共列筛选出147个差异调控淀粉和蔗糖代谢的关键基因。根据洋葱球茎发育过程中蔗糖、葡萄糖、果糖水平的变化,挑选出6个差异表达基因可能在洋葱球茎发育早期发挥重要作用,分别为CWIN,SUT,SuSy (SuSy1,SuSy2)和INV (INV1,INV2)。

 

 

 

5.使用qRT-PCR验证参与蔗糖代谢的差异表达基因。这6个差异表达基因的表达水平与RNA-seq结果是一致的。

 

结论

本研究结果表明,程序化的基因表达以及不同发育阶段中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量变化对球茎膨大十分重要。这些发现对于我们理解洋葱球茎发育的分子机制具有重要作用。相信在不远的将来,这些理论基础就会运用到实际当中,提高洋葱的糖分,降低气味刺激性,到那时,妈妈再也不用担心切洋葱时会辣眼睛了。

参考文献

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.

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