不同海拔‘凤丹’牡丹籽粒油脂品质形成及代谢相关基因差异表达

作者：史帅营; 丁熙柠; 王占超; 郭香凤; 张改娜; 胡永红; 史国安^*

来源：应用生态学报, 2022, 33(11): 2987-2996.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202211.012

• 油用牡丹
• 海拔
• 籽粒
• 油脂品质
• 代谢
• 基因表达

通过对洛阳地区海拔100、650和1010 m‘凤丹’牡丹籽粒发育过程中形态指标、营养成分和关键基因的表达分析，研究了不同海拔条件下‘凤丹’牡丹籽粒产量性状变化和可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白质与脂肪酸间的转化规律，以及相关酶活性和油脂代谢关键基因差异表达。结果表明：‘凤丹’牡丹单果籽粒产量性状随海拔的升高而升高，且高海拔‘凤丹’籽粒生长期长于低、中海拔。成熟籽粒中可溶性糖和淀粉含量随海拔的升高而增加，可溶性蛋白质和粗脂肪含量差异不显著。籽粒发育过程中蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性呈现先降后升的趋势，花后90 d活性最低；丙酮酸脱氢酶(PDH)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活性均在花后50～90 d快速增加，花后90 d达到最大值。牡丹籽粒中乙酰CoA羧化酶基因(ACCase)和硬脂酰ACP脱氢酶基因(SAD)相对表达量在花后50 d达到最大值，而ω-6脂肪酸去饱和酶2(FAD2)相对表达量在花后90 d达到最大值。籽粒发育过程中可溶性糖和淀粉与蛋白质和粗脂肪的积累呈负相关；SPS活性与可溶性糖和淀粉呈正相关，与可溶性蛋白质和粗脂肪呈极显著负相关；GPT、GOT与可溶性糖呈负相关，与淀粉呈极显著负相关，与可溶性蛋白质和粗脂肪呈极显著正相关；PDH与可溶性蛋白质、GPT、GOT呈正相关，与可溶性糖呈负相关，与淀粉呈极显著负相关。表明牡丹籽粒发育过程中养分积累是由糖类向粗脂肪和蛋白质的方向转化，SPS、PDH、GPT、GOT等在此过程中起重要作用。籽油中的棕榈酸、硬脂酸和亚油酸与亚麻酸相对增量呈负相关，说明牡丹籽油中脂肪酸去饱和过程是向亚麻酸合成的方向进行。ACCase、SAD和FAD2相对表达量与亚麻酸的相对增量呈正相关，均在亚麻酸合成过程中起重要作用。不同海拔条件下牡丹籽粒油脂品质相对稳定，籽粒生产性能随海拔的升高而升高，故在洛阳中高海拔地区种植油用牡丹是边际土地高效利用的重要策略。

• 单位
  河南科技大学; 中国科学院