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稻谷作为世界上半数以上人口的主要粮食,延长其储藏性意义重大。近年来,随着转录组学、蛋白质组学等高通量技术的高速发展,为研究稻谷陈化机理以及与陈化相关的功能性蛋白提供了一种系统性的分析手段,为稻谷陈化机理的研究提供了一种新的技术方法。本课题从我国12种稻谷中筛选了具有典型代表4个品种稻谷为研究对象,通过人工加速老化试验和常规储藏试验,分析其储藏过程品质指标变化规律,利用iTRAQ定量分析蛋白质组学系统研究稻谷在储藏过程中陈化的分子机制。主要研究内容及结论如下:研究了不同品种稻谷在人工加速老化过程中和储藏过程中理化及生化指标的变化规律。结果表明,四个不同品种稻谷隆两优534、晶两优1212、浓香32和玉针香在人工加速老化过程中的理化及生化指标均发生不同程度的变化。老化试验中,玉针香的水分含量由初始的12.44%最高上升至15.89%,试验过后浓香32中水分含量仅由最初的12.54%上升至13.37%。结合水的含量玉针香变化最大,下降了 3.26%。玉针香中的脂肪酸值由最初的18.54 KOHmg/1OOg增加到43.54 KOHmg/1OOg,变化趋势最为明显。而巯基的变化中玉针香的变化最大,由最初的6.15 μmol/g下降至1.94 μmol/g。在生化指标中,脂肪酶的变化趋势与脂肪酸值类似,其中脂肪酸值最大的玉针香在脂肪酶最高时达到13.97 KOHmg/g,而玉针香的过氧化氢酶含量均低于其他品种,最终只有11.21 mg H202/g,α-淀粉酶含量中除晶两优1212之外,其余品种变化差异不大。综合看来,玉针香属于不耐储藏的品种。而浓香32同为常规稻却在老化试验的过程中各指标较之玉针香变化更小,说明其在老化试验中比玉针香更为耐储,因此选用玉针香和浓香32进行进一步储藏实验,在储藏试验中两种稻谷的储藏特性与老化试验结果基本一致,其中玉针香中水分含量较高,结合水含量低,脂肪酸值及脂肪酶较高,过氧化氢酶含量较低,且各种指标变化幅度大,也验证了其在储藏中的不耐储特性。研究了不同品种稻谷在储藏过程中挥发性物质变化规律。结果表明,浓香32和玉针香中分别检测出182种和189种风味物质,主要为烃类、醇类、醛类、酮类、酸类、酯类和酮类。其中醇类、酸类、酮类、酯类呈下降趋势,而醛类、烃类则呈现上升趋势。说明稻谷在储藏过程中,风味的形成是不同挥发性物质共同作用的结果。如2-辛基-1-癸醇在浓香32中最终下降至1.61%,而在玉针香中最终下降至0.13%,且浓香32中主要的呈香物质蘑菇醇、正壬醇在玉针香中初始含量仅为0.33%和0.32%。醛类物质中具有玫瑰、柑橘香气的壬醛,储藏过后在浓香32中下降了 0.8%,而在玉针香中下降了 2.58%,具有脂肪香的肉豆蔻醛在浓香32中仅下降了 0.09%,玉针香中却下降了 0.52%。且不耐储的稻谷品种玉针香随着储藏时间延长,其风味物质变化幅度更加明显,说明玉针香在储藏过程中耐储性较差,体内物质容易发生变化。根据老化试验结果,选取不同耐储藏特性的四个品种稻谷为研究对象,采用iTRAQ定量分析蛋白质组学系统研究稻谷在储藏过程中蛋白质组变化规律。结果表明,隆两优534中共有294种差异表达蛋白;晶两优1212中共有108种差异表达蛋白;浓香32种共有151种差异表达蛋白;而玉针香中共321种差异表达蛋白。对这四种不同的稻谷进行GO功能分析,分别描述基因的分子功能(molecular function)、细胞组分(cellular component)、参与的生物过程(biological process)。隆两优534中按分子功能进行分类总共鉴定出361种蛋白,其中主要以离子结合、催化作用和分子结构活性为主,按参与生物过程可分为1058种蛋白,按细胞组成成分划分为994种;晶两优1212中按分子功能进行分类总共鉴定出137种蛋白,其中主要以离子结合、催化作用、酶调节活性为主,按参与生物过程可分为294种蛋白,按细胞组成成分划分为286种;浓香32中按分子功能进行分类总共鉴定出182种蛋白,其中主要以离子结合、催化作用和分子结构活性为主,按参与生物过程可分为569种蛋白,按细胞组成成分划分为449种;玉针香中按分子功能进行分类总共鉴定出379种蛋白,其中主要以离子结合、催化作用、分子结构活性和酶调节活性为主,按参与生物过程可分为1044种蛋白,按细胞组成成分划分为1030种。结合老化过程和储藏过程稻谷理化、生化和风味指标变化规律,选取浓香32(相对耐储藏)和玉针香(相对不耐储藏)作为研究对象,进一步进行生物信息学分析。结果表明,这两个品种稻谷在老化过程共有18种相同的差异蛋白表达,这些差异表达蛋白中代谢途径主要是淀粉和糖代谢、糖酵解、三羧酸循环和抗氧化作用。从蛋白质分子水平推测不耐储稻谷在储藏过程中,因其呼吸作用更为强烈,导致其有机营养消耗更快,品质劣化更快,同时,不耐储藏稻谷糖类被分解加快,抗氧化物蛋白或酶表达降低更明显,导致其在储藏期间食用品质下降更快,从而导致其不耐储。