硒-蛋白质相互作用对稻谷储藏期脂质氧化的抑制作用研究

Lipid oxidation is one of the most important factors inducing quality deterioration of storage rice grain, and caused a great loss of grain resources. Firstly, the project takes natural rice grain and selenium-enriched rice grain as materials, attempts to study changes of lipid oxidation in different storage conditions and storage period of rice grain, with the purpose of investigating the dynamic changes of lipid oxidation products. Secondly, combining comparative proteomics technologies, the project to identify differentially expressed proteins and selenium-containing proteins induced by selenium-protein interactions, and select selenium-containing proteins with antioxidant activities. Lastly, study the qualitative and quantitative relationships between differentially expressed proteins and selenium-containing proteins with the lipid oxidation of storage rice grain, and build their dynamic models. The project will help promote the traditional rice theory from the "external factors" controlling expanding to "intrinsic factor" improving. As well as provide a theoretical reference in prolonging the storage period of rice, improving rice storage quality, and reducing grain resources waste.

脂质氧化是引发稻谷储藏期品质劣变最主要的因素之一，给粮食资源造成了巨大损失。本项目以天然稻谷和同源富硒稻谷为研究对象，首先研究稻谷在不同储藏条件和储藏期内脂质氧化作用的变化，探讨脂质氧化产物的动态变化规律；其次，应用比较蛋白质组学技术，识别和鉴定富硒稻谷中由硒-蛋白质相互作用诱导的差异表达蛋白，并筛选出具有抗氧化活性的硒蛋白；最后，研究差异表达蛋白和硒蛋白与储藏稻谷脂质氧化的定性、定量关系，构建硒-蛋白质相互作用与脂质氧化的动力学模型。项目研究结果将有助于推动稻谷传统储藏理论由控制“外在因素”向改善“内在因素”拓展；为延长稻谷储藏期、改善稻谷储藏品质、减少粮食资源损失提供理论参考。

硒是人体必需微量元素，多种硒化合物具有显著的抗氧化作用。糙米储藏期间易受多种因素的影响，导致脂质氧化、品质下降，给粮食资源造成了巨大损失。本项目以富硒发芽糙米、发芽糙米和糙米为研究对象，首先在不同温度（15、25和35°C）、真空度（0、0.5、0.7和0.9 Kg/cm2）和湿度（70%、80%和90%）条件下进行了为期270 d和150 d的储藏，研究了不同储藏期内电导率、丙二醛含量、总酸值、脂肪酸值、过氧化值和羰基值的变化规律；其次对储藏前、中、末期的挥发性物质进行提取与鉴定；最后通过比较蛋白质组学技术识别了富硒处理诱导的差异表达蛋白，并分析了其生物学功能；在此基础上探讨了硒-蛋白质相互作用抑制糙米储藏期脂质氧化的作用机理。.不同储藏温度、真空度和湿度条件下，随储藏时间的延长，富硒发芽糙米、发芽糙米和糙米的脂质氧化呈上升趋势，部分指标（如总酸值、脂肪酸值）由于后期的降解作用，在一定的储藏条件下呈先上升后下降的趋势；在同一储藏条件和储藏期内，富硒发芽糙米脂质氧化指标均显著低于发芽糙米，证实了糙米将硒有机化后提高了其储藏稳定性和储藏品质。.在不同温度和真空度储藏条件下，富硒发芽糙米、发芽糙米和糙米在储藏前、中、末期的挥发性物质包括烃类、醇类、酸类、醛类、酮类、酯类、酚类和杂环类，其中烃类含量均为最高。在各储藏条件和储藏期内，富硒发芽糙米醛酮类物质含量均显著低于发芽糙米。在不同储藏条件和储藏期内，富硒发芽糙米、发芽糙米和糙米具有不同的特性挥发性物质，可通过对该特征挥发物质含量的分析判断糙米储藏品质的变化。.本项目研究发现硒-蛋白质相互作用抑制糙米储藏期脂质氧化潜在的作用机理为：硒－蛋白质相互作用诱导了糙米中参与生物氧化、蛋白质水解、肽分解、脂质代谢等过程的蛋白质表达显著下调，抑制了糙米脂质氧化与分解；同时诱导了谷胱甘肽过氧化物酶的显著上调，提高了糙米自身抗氧化能力，二者协同作用显著抑制了糙米储藏期的脂质氧化，保持糙米储藏品质。