近日，中国热科院椰子所在油棕脂肪酸降解酸败机制研究方面取得新进展。该研究首次利用多组学方法对无籽型（MP）和薄壳型（MT）油棕在采后不同处理时间的游离脂肪酸酸败降解的变化，鉴定了参与游离脂肪酸酸败的主要代谢通路及重要基因，该研究结果为培育抗酸败品种提供了理论基础。
油棕（Elaeis guineensis Jacq.）是世界上单产最高的油料作物。但油棕果采摘后，脂肪酸酸败过程加快，酸败后不仅影响其风味和营养价值，而且降低油品品质。目前，油棕采后酸败已经成为油棕贮藏加工利用的制约因素，研究油棕抗酸败育种工作愈加紧迫。但是油棕脂肪酸酸败过程中游离脂肪酸的动态变化规律及重要脂肪酸代谢相关调控基因尚不清楚，对采后游离脂肪酸转录组学和代谢组学联合分析研究较少。
该研究通过代谢组分析表明，无籽型和薄壳型油棕的游离脂肪酸变化存在显著差异。MT和MP中果皮在采后0h、24h和36h时，差异的游离脂肪酸种类分别为9种、12种和8种，其中采后24 h时差异最为显著，是无籽型和薄壳型油棕脂肪酸酸败差异最明显的时期。利用基因和代谢物的积分定值进行相关性分析，从总体相关性结果中选取显著差异表达基因和显著差异代谢物进行联合分析，筛选出通路上肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸和棕榈油酸4种脂肪酸以及与之相关的SDR、FATA、MFP、FATB 4个关键酶基因及蛋白，4个关键酶基因的表达模式与脂肪酸的合成和累积存在显著相关性，可能在脂肪酸的酸败过程中参与重要调控。其中FATA、MFP两个基因表达量在MT和MP中变化趋势一致，在采后3个时期均表现为MP表达量显著高于MT；FATB在MT和MP中变化不一致，在MP中先下降后上升，在MT中则持续上升，SDR基因表达量变化在MT和MP中则相反。
该研究表明采后24 h是酸败变化最明显时期，也为后续不同果壳类型油棕脂肪酸酸败的基因挖掘以及功能特性利用奠定基础。
MP和MT油棕显著差异代谢物统计
各组游离脂肪酸显著差异代谢物的聚类热图
MP和MT油棕显著差异表达基因统计
油棕MT和MP种不同采后关键酶基因表达量的动态变化
关键酶基因表达量与主要脂肪酸含量相关性分析
Gene ID | Enzyme name | Myristic acid FFA(14:0) | Stearic acid FFA(18:0) | Palmitic acid FFA(16:0) | Palmitoleic acid FFA(16:1) |
LOC105047881 | Palmitoyl-acyl carrier protein thioesterase, chloroplastic (FATB) | 0.98 | 0.92 | 0.95 | -0.32 |
LOC105035520 | Short-chain type dehydrogenase/reductase-like (SDR) | -0.89 | -0.81 | -0.86 | 0.51 |
LOC105048939 | Oleoyl-acyl carrier protein thioesterase, chloroplastic (FATA) | -0.86 | -0.78 | -0.83 | 0.54 |
LOC105040837 | Peroxisomal fatty acid beta-oxidation multifunctional protein-like (MFP) | -0.86 | -0.83 | -0.84 | 0.36 |
相关研究结果以“Differential Analysis of Transcriptomic and Metabolomic of Free Fatty Acid Rancidity Process in Oil Palm Fruits of Different Husk Types”为题发表在《Frontiers in Plant Science》。中国热带农业科学院椰子研究所联培硕士研究生张淑岩和张为圣为论文共同第一作者，曹红星研究员为通讯作者。该研究得到现代农业产业技术体系专项资金、中国热带农业科学院基本科研业务费专项资金等项目资助。
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