農(nóng)學(xué)院殷學(xué)仁教授團(tuán)隊(duì)在獼猴桃果實(shí)色澤調(diào)控方面取得新進(jìn)展
近日，New Phytologist期刊在線發(fā)表了題為“The red-flesh of kiwifruit is differentially controlled by specific activation-repression systems”的研究論文。論文由浙江大學(xué)農(nóng)學(xué)院與新西蘭植物與食品研究所、福建農(nóng)林大學(xué)等單位共同合作完成，浙江大學(xué)為論文的第一完成單位。果實(shí)色澤是重要的果實(shí)品質(zhì)之一，獼猴桃自然資源豐富，果實(shí)色澤多樣化，紅肉/紅心獼猴桃主要是由花青苷積累導(dǎo)致的?；ㄇ嘬帐亲匀唤缰袕V泛分布的一種色素，對(duì)植物和人體健康有重要作用。目前，在獼猴桃中已經(jīng)鑒定出多個(gè)MYB轉(zhuǎn)錄因子具有誘導(dǎo)花青苷合成的潛能，但是它們?cè)讷J猴桃果實(shí)中的真實(shí)調(diào)控效應(yīng)尚未明確，且紅肉/紅心獼猴桃形成的分子機(jī)制也不明確。
圖1 MYB10/MYB110過(guò)量表達(dá)獼猴桃果實(shí)
該研究通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析篩選出紅心獼猴桃中花青苷合成的關(guān)鍵調(diào)控因子MYB10，并將紅肉獼猴桃中發(fā)現(xiàn)的MYB110一起進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，獲得轉(zhuǎn)基因獼猴桃果實(shí)，分別呈現(xiàn)了紅心（MYB10）和紅肉（MYB110）的表型。全基因組復(fù)制事件（WGD）分析發(fā)現(xiàn)，MYB10和MYB110可能來(lái)源于同一祖先，并在進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)亞功能化。蛋白結(jié)構(gòu)和瞬時(shí)表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)MYB110蛋白N端的一段序列對(duì)增強(qiáng)花青苷積累有重要作用。結(jié)合小RNA組分析，發(fā)現(xiàn)MYB110受到phasiRNA Ac-TAS4 D4(-)的特異性調(diào)控（MYB10不受調(diào)控），且過(guò)量表達(dá)MYB110m的獼猴桃愈傷組織具有更強(qiáng)的花青苷合成能力。盡管MYB10逃避了Ac-TAS4 D4(-) 的剪切，但是基因表達(dá)在外果肉中受到miR156/miR160/miR171/miR394靶基因的抑制。該研究通過(guò)穩(wěn)定的遺傳轉(zhuǎn)化和分子生物學(xué)手段，揭示了紅肉/紅心獼猴桃形成的關(guān)鍵調(diào)控通路。
該論文的第一作者為王文球博士，通訊作者為殷學(xué)仁教授和Andrew Allan教授，同時(shí)，福建農(nóng)林大學(xué)曾黎輝教授、新西蘭植物與食品研究所Sarah Moss、Richard Espley、Tianchi Wang、Kui Lin-Wang、Kathy Schwinn、浙江大學(xué)博士研究生傅蓓凌等指導(dǎo)/參與了相關(guān)研究工作。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2018YFD1000200）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32102344）、浙江省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2021C02015）、浙江省育種專項(xiàng)（2021C02066-8）和中國(guó)博士后派出項(xiàng)目計(jì)劃（2020107）的支持。
圖2 MYB誘導(dǎo)果實(shí)花青苷合成的激活-抑制系統(tǒng)
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