潘阳阳 陈宜波 王重荣 李宏 黄道强 周德贵 王志东 赵雷 龚蓉 周少川

γ-氨基丁酸和2-乙酰-1-吡咯啉代谢通路在水稻籽粒发育过程中的变化分析

潘阳阳 陈宜波 王重荣 李宏 黄道强 周德贵 王志东 赵雷 龚蓉 周少川*

（广东省农业科学院 水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室, 广州 510640;*通信联系人, E-mail: xxs123@163.com）

结合代谢组和转录组技术，分析香稻和非香稻不同发育时期籽粒中γ-氨基丁酸（GABA）和2-乙酰-1-吡咯啉（2AP）代谢通路主要化合物和基因的动态变化，为高含量GABA和2AP的水稻育种提供理论依据。本研究收集优质香籼稻美香占2号和优质籼稻黄华占花后8 d（乳熟期）、花后15 d（蜡熟期）、30 d（完熟期）的脱壳籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米，对各样本采用LC-MS/MS和RNA-seq技术进行代谢产物检测和转录表达分析，分析两个水稻品种GABA和2AP代谢通路相关化合物的空间分布以及含量变化特征。代谢组数据PCA分析表明两个水稻品种乳熟期籽粒和花后40 d收获的籽粒的精米明显分离，蜡熟期和完熟期籽粒分离不明显。代谢组共鉴定出623种代谢物，四个时期差异代谢物合计161个。GABA和2AP通路中9个代谢物被检出，两个水稻品种的相关代谢物变化趋势相似，其中腐胺主要定位于籽粒的糊粉层，而亚精胺在内胚乳特异累积。转录组共检出3.3万个左右基因，其中检出GABA通路18个酶中的14个酶对应的基因有较高的表达水平，除外其他基因均不是差异表达基因，同一基因在两份水稻材料中的表达水平和变化趋势相似，、、和在相应同源基因中表达水平较高。……