甜糯玉米籽粒不同发育时期基因表达谱和生理生化特性分析

来源：江苏农业科学杂志2024年第第5期北京时间：

作者：高志方;周玲;梁帅强;张体付;戴惠学;朱英;赵涵

单位：1.江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所/农业生物学省级重点实验室，江苏南京 210014； 2.南京市蔬菜科学研究所，江苏南京 210042； 3.浙江省农业科学院病毒学与生物技术研究所，浙江杭州 310021

摘要：利用快中子诱变糯玉米自交系通系5，获得在同一籽粒上表现甜质与糯质特性的玉米突变材料，命名为甜糯玉米。以甜糯玉米和通系5为研究对象，利用生理生化测定和转录组学技术，揭示甜糯玉米在籽粒发育不同时期的代谢及基因表达差异。结果表明，在胚乳发育的各个时间点上甜糯玉米中的淀粉含量均极显著低于通系5玉米，可溶性总糖、蔗糖含量均极显著高于通系5玉米。甜糯玉米胚乳的糊化特征参数均极显著低于通系5，在授粉后20 d开始呈剧烈增加趋势。差异转录组学分析发现，与通系5相比，甜糯玉米中有154个基因在胚乳中的表达显著下调。籽粒发育不同时期的转录组差异表达分析发现，4 914个基因仅在通系5的籽粒发育过程中存在差异表达，富集到生物体发育、RNA修饰等生物过程；1 829个基因仅在甜糯玉米中差异表达，富集到响应化学物质、响应非生物刺激等生物过程。共同差异表达基因在2种玉米中存在动态表达趋势差异。本研究结果为优良甜糯玉米品种的培育与改良提供了种质材料和遗传信息。

关键词：甜糯玉米;籽粒发育;物质含量;糊化特征;转录组学;差异表达分析