玉米胚乳中的代谢区室化作用，有助于高效合成和储存碳氮同化产物

《New Phytologist》：Metabolic compartmentation of maize endosperm for efficient synthesis and storage of carbon and nitrogen assimilates

玉米胚乳发育中碳氮代谢的基端非均匀性及水分胁迫响应

　　

摘要

• 碳和氮的代谢过程是胚乳发育及同化物储存的基础，这种空间和时间上的不均匀性表现为玉米籽粒中乳线从顶端向基部的移动。然而，这种不均匀性的代谢特征及其影响仍不明确。
• 本研究结合了转录组学、代谢组学、酶活性分析以及¹⁵N示踪技术，来探讨玉米胚乳发育过程中碳和氮代谢的分布规律。
• 与胚乳的上部区域相比，基部胚乳（BE）表现出独特的代谢特征：蔗糖合成、氨基酸转氨作用、糖酵解以及三羧酸循环的活性始终较高。这种特性表明基部胚乳在为胚乳内部的同化物高效合成和储存提供原材料方面发挥着关键作用，并且这种代谢活动呈现从顶端向基部的分布模式。有趣的是，水分亏缺会抑制基部胚乳的代谢活性，但增强上部胚乳的同化作用以及蛋白质与淀粉的比例，这揭示了空间差异以及代谢分区在环境刺激下决定胚乳质量方面的重要性。
• 总体而言，这些发现强调了从顶端向基部的代谢网络协调机制在促进碳和氮高效吸收以及决定胚乳质量中的作用。