Análisis multiómico que revela las características gustativas y el mecanismo de formación de Ocimum

Área de la Ciencia:

• Ciencias de las plantas
• Metabolomía
• Las transcripciones
• Análisis sensorial

Sus antecedentes:

• Las especies de ocimum son económicamente importantes en las industrias de alimentos, especias y farmacéuticas.
• Comprender la base genética y metabólica de los perfiles de sabor de Ocimum es crucial para optimizar sus aplicaciones.
• Las investigaciones anteriores no han aclarado completamente los factores moleculares de las distintas sensaciones de sabor en Ocimum.

Objetivo del estudio:

• Para analizar sistemáticamente la diferenciación del sabor en cuatro accesos Ocimum utilizando la evaluación sensorial integrada, metabolomics y transcriptomics.
• Para identificar los metabolitos clave y los genes responsables de atributos de sabor específicos como el dulzor, la amargura, las notas de menta y el entumecimiento.
• Establecer correlaciones entre la percepción sensorial, los perfiles de los metabolitos y la expresión génica para la optimización del sabor.

Principales métodos:

• Análisis cuantitativo descriptivo (AQD) para la evaluación sensorial de las adhesiones ocimales.
• Cromatografía líquida de ultra rendimiento junto con espectrometría de masas en tándem (UPLC-MS/MS) para metabolomía no dirigida.
• Secuenciación de ARN (RNA-Seq) para el análisis transcriptómico para identificar genes de expresión diferencial (DEG).
• Análisis de red integrado para vincular datos sensoriales, metabolitos y expresión génica.

Principales resultados:

• Se identificaron perfiles de sabor distintos: G126 (dulce / poco amargo), G081 (minty), G096 (piquento) y G124 (numb).
• Metabolomics identificó 2275 metabolitos, correlacionando el N-acetil-triptófano con dulzura, el N-isobutil decanamida con entumecimiento, los flavonoides con amargura y los terpenoides con notas de menta.
• La transcriptómica reveló DEG en las vías de biosíntesis de flavonoides (por ejemplo, PAL, CHS) y terpenoides (por ejemplo, DXS, TPS) relacionadas con la amargura y la percepción de menta, respectivamente.
• Se construyó una red reguladora integrada, conectando atributos sensoriales, metabolitos y factores genéticos.

Conclusiones:

• El metabolito no azucarado N-acetil-triptófano es el principal contribuyente a la dulzura en Ocimum.
• La expresión génica específica del genotipo en las vías terpenoides y flavonoides impulsa la divergencia en la percepción del gusto menta y amargo.
• La N-isobutil decanamida sirve como un nuevo marcador quimiosensorial para el atributo de entumecimiento en Ocimum.
• Los hallazgos proporcionan objetivos moleculares para mejorar el sabor de Ocimum en alimentos y productos farmacéuticos.