基于GC-MS的玉米萌发过程代谢组学研究

王玮棋， 牟美睿， 杨仁杰， 刘海学

(1.天津农学院农学与资源环境学院， 天津 300384； 2.农业农村部环境保护科研监测所， 天津 300191；3.天津农学院工程技术学院， 天津 300384)

玉米是我国三大粮食作物之一，产量仅次于水稻和小麦[1]，是重要的粮食经济作物，也是一种健康的粗粮作物[2]，营养丰富。而在直接食用的过程中大部分营养元素不能被人体直接吸收，蛋白质等物质利用率较低[3]，需要配合多种酶分解利用。种子作为植物生命的起点[4]，其萌发过程对作物生长至关重要。目前在全球种子市场中，每年约有60亿欧元的损失来自种子的发芽损失[5]。徐广海等[6]研究表明，萌发过程中代谢活动旺盛，可以提高生物酶活性，从而增强玉米营养价值。Chavan和Kadam[7]发现，萌发可以促进玉米的蛋白质利用率，同时可以降低玉米的抗营养因子水平。种子在萌发过程中通过吸水激活新陈代谢、转移储备物质、产生能量，从而开始蛋白质合成(翻译)并产生营养物质[9]，并且需要多条代谢途径配合，如糖酵解途径、三羧酸循环和戊糖磷酸途径等。种子萌发的代谢过程对种子活力(发芽)及植物生长发育至关重要，逐渐成为评价植物品质的重要标准[10]。

20世纪80年代以来，对种子萌发代谢过程基本原理的认识逐渐增加，但与基因组学或蛋白质组学相比，对种子萌发的代谢组学及生物标志物方面的研究还不够全面，同时对玉米种子萌发的研究主要集中在种子萌发的生理变化、营养成分及遗传机制方面[11-13]，对萌发过程的代谢过程研究较少。……