柑橘研究团队在果实色泽品质调控机理研究中取得新进展-华中农业大学园艺林学学院

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柑橘研究团队在果实色泽品质调控机理研究中取得新进展
时间:2018-02-22


http://news.hzau.edu.cn/2018/0224/51458.shtml

近日,《Plant Physiology》(植物生理学)期刊在线发表了我校园艺植物生物学教育部重点实验室在柑橘果实色泽品质调控方面的研究论文“The citrus transcription factor CsMADS6 modulates carotenoid metabolism by directly regulating carotenogenic genes”。邓秀新教授为该论文的通讯作者,卢素文博士为该论文的第一作者。

类胡萝卜素是自然界中广泛分布的一类次生代谢物,对植物生理和人体健康发挥着重要作用。对于植物而言,类胡萝卜素赋予花和果实等组织丰富多彩的颜色,吸引昆虫传播花粉和种子,参与植物光合作用和光保护过程,抵御生物和非生物逆境胁迫,为一些激素合成提供前体物质等。对于人类而言,类胡萝卜素能提供维生素A的合成前体,帮助机体清除自由基,增强免疫力、减少癌症等各种疾病的发生。色泽是果实品质的一项重要指标,决定了果实外观品质、营养价值和经济效益。柑橘果实呈现不同的颜色主要是由于类胡萝卜素积累的差异所造成的,丰富的柑橘种质资源和色泽突变体为植物类胡萝卜素代谢研究提供了极好的材料。因此,解析柑橘果实类胡萝卜素代谢的分子机理,对柑橘产业的发展具有重要的理论和实践意义。

邓秀新教授研究小组十多年来一直致力于柑橘果实色泽品质形成及其调控机理研究。在基因组(Xu et al., Nat Genet, 2013, 45: 59-66)、转录组(Liu et al., J Exp Bot, 2009, 60: 801-813)、蛋白组(Zeng et al., Plant Physiol, 2015, pp-00645)、代谢组(Pan et al.,Metabolomics, 2014, 10: 508-523)以及小RNA组(Xu et al., BMC genomics, 2010, 11: 246)等多个水平上,深入解析了柑橘果实类胡萝卜素代谢的分子遗传机制,并明确了类胡萝卜素合成途径关键基因LCYb在柑橘果实类胡萝卜素代谢中发挥着重要作用。然而关于LCYb基因表达调控的分子机制尚不清楚,至今植物界中还没有转录因子被证明能直接调控其表达。

本研究通过酵母单杂交技术筛选柑橘果实cDNA文库,获得一个调控LCYb基因的转录因子CsMADS6。并借助生物化学、分子生物学和遗传学手段,验证了该转录因子通过直接调控类胡萝卜素代谢基因LCYb1PSYPDSCCD1表达,从而协同正调控类胡萝卜素代谢。此外,研究发现CsMADS6还参与调控其他代谢途径,进而引导代谢流特异进入类胡萝卜素代谢通路。该项研究成果丰富了人们对植物类胡萝卜素代谢转录调控机理的认识,进一步完善了MADS蛋白在果实色泽代谢上的调控功能,为柑橘等果实品质遗传改良提供了新策略。

该研究得到了国家自然科学基金、国家现代农业柑橘产业技术体系和教育部‘111’计划项目的支持。

文章链接:http://www.plantphysiol.org/content/early/2018/02/20/pp.17.01830


文字:卢素文

审核:柴利军    叶俊丽