仁用杏是以种仁为主要利用方向的杏属植物统称，杏仁含有重要活性物质苦杏仁苷和野黑樱苷，因其含量与比例不同，杏仁有甜和苦之分。调控苦杏仁苷含量一直是仁用杏遗传改良的重要目标之一。作为食品，降低甚至清除杏仁中的苦杏仁苷，以消除杏仁的苦味和致毒性；作为药材，则尽量提高苦杏仁苷的含量，提高其活性。为了解析杏仁苦甜性状分子调控机制，本研究以不同发育期的苦杏仁和甜杏仁为研究对象，分析杏仁发育过程中氰苷的变化模式，挖掘野黑樱苷与苦杏仁苷代谢过程中的关键基因，为揭示杏仁苦味和甜味形成的分子机制提供了借鉴，为加快仁用杏种质创新和遗传改良奠定了基础。
2024年2月，Forestry Research 在线发表了内蒙古农业大学包文泉副教授团队题为Transcriptome Analysis Reveals Genes Associated With The Bitter-Sweet Taste Of Apricot Kernel 的研究论文。在这项研究中，作者分别对12个苦杏仁和12个甜杏仁中的野黑樱苷与苦杏仁苷含量进行检测，证实了苦杏仁中氰苷含量显著高于甜杏仁；对6个不同发育期苦杏仁与甜杏仁氰苷含量进行检测发现，苦杏仁苷前体物质-野黑樱苷的含量随种仁的成熟呈逐渐下降的趋势，而苦杏仁苷的含量呈先上升后下降的趋势，说明两种氰苷在杏仁苦味的形成中起着关键作用。进一步对不同发育期的杏仁进行转录组测序，并对其基因表达进行了比较分析，共获得了6942个差异表达基因，其中，Profile 0分别在苦杏仁和甜杏仁中包含2996和2828个DEGs，在发育过程中呈下降的表达模式，Profile 18分别包含428和268个DEGs，呈先上升后下降的表达模式。KEGG富集分析显示，“氰基氨基酸代谢途径”显著富集，CYP79、CYP71、UGT1、AH 和PH 为参与野黑樱苷和苦杏仁苷合成与降解的关键候选基因。利用11752个DEGs进行WGCNA分析，构建杏仁苦甜相关基因的共表达网络，共可分为11个基因表达模块，Pink模块与野黑樱苷含量呈显著正相关，鉴定到4个Hub基因，而Purple模块与苦杏仁苷含量呈显著负相关，鉴定到1个Hub基因。研究结果为阐明杏仁苦甜性状形成的分子调控机制提供了重要的参考依据。
图2 基因共表达网络分析
中国林业科学院研究院经济林研究所王淋副研究员为该文通讯作者，内蒙古农业大学张裕硕士研究生和包文泉副教授为共同第一作者。该研究获得内蒙古自治区高等学校“青年科技英才支持计划”项目（NJYT22032）、国家自然科学基金（31901342、32001338）项目的资助。
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（来源：林木科学研究）
