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摘要
【目的】木薯是世界十亿人的口粮，选育高营养型品种是木薯育种的重要目标之一。通过对白心和黄心糖木薯薯肉代谢物及基因表达分析明确其差异，为高营养型木薯品种改良提供理论依据。【方法】采用超高液相色谱（UPLC）分析薯肉β-胡萝卜素含量，气相色谱质谱联用技术（GC-MS）分析薯肉糖含量，液相色谱质谱联用技术（LC-MS）分析薯肉代谢物，并对差异代谢物进行通路富集分析，采用qRT-PCR对关键基因的表达进行分析。【结果】黄心糖木薯β-胡萝卜素含量、淀粉含量、半乳糖含量、果糖含量显著高于白心木薯，而蔗糖含量和海藻糖含量显著低于白心木薯，葡萄糖含量与白心糖木薯无显著差异。以白心糖木薯为对照，利用代谢组学方法检测到2 719种代谢产物，其中267种代谢物发生显著变化，其中黄心糖木薯中上调差异代谢物163个，下调104个，主要涉及能量代谢、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、苯丙烷生物合成、淀粉和糖代谢以及类黄酮代谢。267种差异代谢物被注释到74个代谢通路中，其中59种差异代谢物显著或极显著影响18个代谢通路。前10位发生极显著改变的代谢通路分别是亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、ABC转运、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、丙酮酸代谢、氨酰tRNA生物合成、氧化磷酸化、碳代谢、乙醛酸和二羧酸代谢和TCA循环。与白心糖木薯相比，黄心糖木薯中淀粉合成相关基因表达上调，淀粉降解相关基因表达下调，β-胡萝卜素合成相关基因均上调。【结论】黄心糖木薯薯肉β-胡萝卜素、淀粉、半乳糖和果糖含量高，而白心糖木薯薯肉中蔗糖和海藻糖含量高。黄心糖木薯脂肪酸代谢途径、淀粉及半乳糖代谢途径、苯丙烷生物合成及类黄酮代谢更活跃，而白心糖木薯氨基酸代谢途径和能量代谢途径更活跃。
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单位农业部; 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所
