Plant Physiology [2024 IF6.9 ]浙江大學(xué)果實(shí)品質(zhì)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)調(diào)控柑橘果實(shí)酸甜的關(guān)鍵因子
近日，浙江大學(xué)果實(shí)品質(zhì)團(tuán)隊(duì)在 Plant Physiology 發(fā)表了題為“CitSAR-mediated coordination of sucrose and citrate metabolism in citrus fruits”的研究論文。該研究以 ’椪 柑 ’ 及其早熟芽變品種為研究對(duì)象，鑒定出一個(gè)能夠同時(shí)調(diào)控柑橘果實(shí)糖酸代謝的關(guān)鍵調(diào)控因子 CitSAR ，并系統(tǒng)解析了其分子作用機(jī)制。該項(xiàng)研究不僅為深入理解果實(shí)糖酸代謝的協(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新見(jiàn)解，更重要的是為通過(guò)分子育種手段定向改良水果風(fēng)味品質(zhì)提供了理論依據(jù)和潛在的基因靶點(diǎn)。
柑橘作為全球重要的經(jīng)濟(jì)果樹(shù)，其果實(shí)品質(zhì)直接影響市場(chǎng)價(jià)值和消費(fèi)者接受度。其中，蔗糖和檸檬酸作為果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的核心成分，二者的動(dòng)態(tài)平衡直接決定了柑橘的甜酸口感特征。在果實(shí)成熟過(guò)程中，蔗糖含量持續(xù)上升而檸檬酸逐漸降解， 這一相反的變化趨勢(shì)暗示著二者可能存在協(xié)同調(diào)控機(jī)制。雖然已有研究鑒定出多個(gè)參與糖酸代謝的關(guān)鍵基因，但關(guān)于糖酸協(xié)同調(diào)控的核心轉(zhuǎn)錄因子及其分子網(wǎng)絡(luò)仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。
圖 1 CitSAR功能驗(yàn)證
該 研究以 ’椪 柑 ’ 及其早熟芽變品種（高糖低酸型）為研究對(duì)象。通過(guò) 轉(zhuǎn)錄組 測(cè)序結(jié)合 W GCNA 分析，成功鑒定出一個(gè)調(diào)控糖酸平衡的調(diào)控因子 CitSAR （ Sugar and Acid Regulator ）。在柑橘愈傷組織和番茄中過(guò)表達(dá) CitSAR 均表現(xiàn)出促進(jìn)蔗糖積累和抑制檸檬酸合成的雙重功能。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) CitSAR 能夠特異性識(shí)別并結(jié)合 CitSPS4 和 CitGAD4 基因啟動(dòng)子區(qū)的 GCC-box 順式作用元件，從而激活這些關(guān)鍵代謝酶基因的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)糖酸代謝的協(xié)同調(diào)控。 這一重要發(fā)現(xiàn)不僅揭示了果實(shí)糖酸協(xié)同調(diào)控的新機(jī)制，更為柑橘等水果的品質(zhì)改良提供了新的分子靶點(diǎn)和理論依據(jù)。
圖2CitSAR調(diào)控柑橘果實(shí)糖酸代謝模式圖
浙江大學(xué)劉圣超博士與博士研究生李寅春為本論文共同第一作者，李紹佳副研究員為本論文通訊作者，孫崇德教授指導(dǎo)研究工作，衢州農(nóng)業(yè) 林業(yè)科學(xué)研究院王登亮高級(jí) 農(nóng)藝師參與了工作。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 、浙江省自然科學(xué)基金杭州市聯(lián)合項(xiàng)目 和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金 等項(xiàng)目的支持。
論文鏈接： https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf228
文章中GUS染色使用了RTU4032 GUS染色試劑盒。