广东
2026年第7期，Horticulture Research期刊上线了河南农业大学胡建斌教授团队题为“Integrating genome-wide association study and transcriptomic profiling identifies candidate genes underlying soluble solids content in melon (Cucumis melo L.)”的研究论文。该研究通过整合全基因组关联分析和转录组测序，结合代谢物检测及单倍型分析，系统鉴定了调控甜瓜SSC的候选基因，并提出了一个“脂代谢-乙醛酸循环-糖异生”协同调控果实风味品质的“代谢权衡”模型，为甜瓜品质改良提供了重要理论依据和基因资源。该研究由河南农业大学园艺学院胡建斌教授团队完成。论文第一作者为博士研究生牛旭旭，通讯作者为胡建斌教授和罗陈副研究员。
该研究利用200份甜瓜种质资源在6个环境下的SSC表型数据，结合全基因组关联分析（GWAS），共鉴定到79个与SSC显著关联的SNP位点，连锁不平衡（LD）分析进一步注释到86个候选基因。随后，研究团队选取了两个SSC差异极显著的甜瓜品种-‘SYH’ (低) 和‘BSM’ (高)，对它们三个发育时期（授粉后10、20、30天）的果实进行了转录组测序。通过整合GWAS与转录组数据，获得了18个满足“遗传关联”与“差异表达”的候选基因。经qRT-PCR验证，其中14个基因的表达模式与转录组数据一致（图1）。
图1 GWAS和RNA-seq联合定位候选基因
基于果实中能量代谢、细胞稳态维持和转录组结果，团队构建了一个“脂质代谢-乙醛酸循环-糖异生”（LGG）通路，结果发现，共有73个差异表达基因投射其中，与SYH相比，BSM中的大多数酶和转运蛋白上调，强调了它们在整合碳水化合物和脂质代谢中的关键作用。同时，14个候选基因中有5个关键候选基因嵌入该通路（图2）。
图2 脂质代谢-乙醛酸循环-糖异生（LGG）途径模型示意图
代谢谱分析与关键候选基因的转录表达研究结果表明，蔗糖是驱动甜瓜果实SSC积累的核心糖分。在SYH中，尽管脂肪酶基因呈现高表达水平且脂肪酸降解剧烈，但并未有效驱动蔗糖的合成。基于此，研究团队创新性地提出了LGG通路通过“代谢分流”与“代谢开关”两种互补机制，精准调控脂质来源碳骨架的代谢流向——即决定其是用于糖异生以积累蔗糖，还是被分流至能量生产或膜脂重塑等其他代谢途径。这一发现揭示了脂质代谢与糖积累之间存在的“代谢权衡”关系，并构建了其调控甜瓜果实风味品质形成的分子模型。
图3 SYH和BSM果实的代谢谱和候选基因表达
该研究利用多组学手段联合挖掘了调控甜瓜SSC的关键候选基因，构建了一个“脂质代谢-乙醛酸循环-糖异生”（LGG）通路，揭示了LGG通路作为“幕后指挥”协调脂质分解与糖分积累的代谢权衡模型，为理解果实品质的复杂代谢网络提供了新视角。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhag196
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