整合蛋白质组学与代谢组学分析揭示油茶花蕾发育的调控机制

《Biochemical Genetics》：Integrated Proteomics and Metabolomics Analysis Reveals Regulatory Mechanisms Underlying Flower Bud Development in Camellia drupifera

　　油茶是一种经济价值重要的木本油料植物，富含可食用油。高质量的花蕾是其产量的关键决定因素。然而，关于花蕾发育调控机制的研究仍相对有限。本研究采用蛋白质组和代谢组学图谱，并测试了花蕾最后三个发育阶段的生理学特性。结果显示，吲哚-3-乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）和1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC，乙烯的前体）含量在第二阶段（GZII）和第三阶段（GZIII）显著下降。赤霉素3（GA3）在GZII阶段保持相对稳定的含量，略有下降，但在GZIII阶段显著下降。这些激素含量的变化可能促进了雄蕊和雌蕊的生长。在花蕾三个发育阶段的转变过程中，相对含水量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量显著下降，同时伴随过氧化氢（H?O?）含量的增加。差异积累代谢物（DAMs）和差异表达蛋白（DEPs）的整合分析表明，能量代谢通路中上调的蛋白，包括丙酮酸激酶（PK）、柠檬酸合酶（CS）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、醛缩酶（ALDO）和己糖激酶（HK），促进了腺苷三磷酸（ATP）的产生——ATP是整个花发育过程，包括植物激素合成的关键能源。IAA含量的下降可能归因于参与色氨酸代谢的酶下调，如醛脱氢酶（ALDH）、3-脱氢奎宁酸脱水酶/莽草酸脱氢酶（aroDE）和莽草酸变位酶/预苯酸脱水酶（aroH）。ABA和GA3的含量受4-羟基-3-甲基丁-2-烯基焦磷酸还原酶（ispH）下调的影响。此外，花青素（抗氧化代谢物）含量在GZII和GZIII阶段显著下降，这是由于花青素合成途径中关键酶的下调所致，包括4-香coumarate-CoA连接酶（4CL）、类黄酮3'-羟基化酶（F3'H）、黄烷酮3-羟基化酶（F3H）、类黄酮醇合酶（FLS）和花青素苷合酶（ANS）。本研究为进一步研究参与油茶花蕾发育的调控代谢物和酶提供了基础，并为解决油茶花朵脱落问题奠定了理论基础。