核桃种子发育过程中油体脂质形成与积累的转录组-脂质组联合调控机制解析

为解决核桃油体(WOBs)脂质动态变化的分子机制问题，研究人员通过整合脂质组学和转录组学技术，系统分析了授粉后60-130天核桃仁及油体的代谢特征。研究发现脂肪酸含量在核桃仁与WOBs中呈相反变化趋势，鉴定出33,918个unigenes（含228个脂代谢相关DEGs），揭示ACC、KASII、SAD、FAD2/3等关键基因通过丙酮酸代谢、甘油磷脂代谢等通路调控不饱和脂肪酸合成，为核桃品质改良提供理论依据。

　　

核桃将脂质主要储存在油体(Oil Bodies, OBs)中，其形成与积累过程直接影响坚果品质。这项研究通过整合脂质组学和转录组学技术，对授粉后60、74、88、102、116和130天(DAP)的核桃仁及核桃油体(WOBs)进行动态分析。

有趣的是，核桃仁与WOBs中的脂肪酸含量呈现相反变化趋势，特别是油酸(oleic)、亚油酸(linoleic)和亚麻酸(linolenic)。主成分分析将样本划分为三个发育阶段：60-74 DAP、88-102 DAP和116-130 DAP。RNA测序从18个cDNA文库中鉴定出33,918个unigenes，包含14,995个差异表达基因(DEGs)，其中228个与脂代谢高度相关。

这些基因主要参与丙酮酸代谢、甘油磷脂代谢、甘油酯代谢和脂肪酸生物合成等通路。研究发现ACC（乙酰辅酶A羧化酶）、KASII（β-酮脂酰-ACP合酶II）、SAD（硬脂酰-ACP去饱和酶）、FAD2/3（脂肪酸去饱和酶2/3）和PDAT（磷脂:二酰基甘油酰基转移酶）等基因在88-130 DAP期间表达下调，可能是调控WOBs中游离脂肪酸含量降低的关键因子。

特别值得注意的是，研究共鉴定出21个FAD基因家族成员，包括7个SAD、3个FAD2、5个FAD3以及FAD5/6/7/8等亚型，其中FAD2和FAD3与WOBs不饱和脂肪酸合成密切相关。这些发现不仅揭示了核桃脂质动态变化的分子机制，更为核桃品质遗传改良提供了重要基因资源。