整合转录组学和代谢组学分析揭示黑桑与白桑中氨基酸生物合成的多样性

《BMC Plant Biology》：Integrated transcriptomic and metabolomic analysis reveals the amino acid biosynthesis diversity in black and white mulberry

　　

摘要

背景

桑葚被认为是一种富含必需营养素、抗氧化剂和有益人体健康的生物活性化合物的营养食品。

结果

本研究对黑桑和白桑在不同发育阶段（变绿期、转色期和成熟期）进行了整合代谢组学和转录组学分析，以探究果实发育过程中的氨基酸积累及其潜在调控机制。在两个品种的不同发育阶段中，共鉴定出65种氨基酸及其相关代谢物。黑桑积累了更高水平的必需氨基酸，而甜味氨基酸在白桑的总氨基酸中所占比例相对较高。K-均值聚类分析表明，黑桑的代谢物积累经历了明显的阶段性时间转变，而白桑则表现出相对稳定的积累模式，早期聚类主要与生长相关代谢物有关，晚期聚类则富集了与果实风味发育相关的代谢物。转录组分析揭示了在黑桑和白桑中可能与氨基酸生物合成相关的基因（HK、PGAM、ENO和PK）和转录因子（NAC、ERF、bHLH、MYB、WRKY）的差异表达。

结论

氨基酸代谢与转录组数据之间的相关性分析揭示了黑桑和白桑在果实发育过程中氨基酸及相关代谢物的时空积累模式，并提示了它们之间潜在的调控关系。本研究为开发基于氨基酸的营养补充剂和桑葚衍生功能性食品提供了基础。