研究揭示桃果实糖积累机制和候选基因

yuneu 互联网资讯 2023-02-27 160 0

果实糖分积累是园艺做物尤其是果树的重要农艺性状。糖分决定果实的风味口感和营养品量，并可做为调控信号促进花青素等次生代谢物的合成。桃做为我国重要的经济果树，大部门栽培品种果实以积累蔗糖为主（可达总可溶性糖的80%）。栽培种的果实糖表型别离不敷（可溶性固形物在11%~14%之间），限造了正向遗传学办法别离到的糖候选基因数量。为提醒那一重要的农艺性状机造，中国科学院武汉动物园果树分子育种科研团队选择和栽培种表型差别大的野生近缘种做对照，接纳转录组和糖组分含量偶联阐发办法，挖掘了糖积累的关键候选基因。

该研究接纳高效液相色谱办法测定桃品种（“美国晚油”、“丽格兰特”、“霞晖6号”、“霞脆”和山桃等）差别发育期间果实糖组分含量（图1）；拔取那些品种的三个果实发育期间停止转录组测序，连系糖组分含量差别停止针对性的基因表达量差别比照，获得和总糖正负相关的差别基因集（图2）。

与总糖正相关的424个差别基因中，前人报导了5号染色体顶端的PpTST1液泡膜糖转运体基因，而本研究发现了两个SPS（蔗糖-磷酸合酶）基因和SuSy1（蔗糖合成酶）基因，并通过桃果实瞬时转化办法验证相关基因的功用。与桃果实总糖含量正负相关的基因中，科研人员各发现了一个INH糖酸性转化酶按捺肽基因，即PpINH3（总糖正相关）和PpINHa（总糖负相关）基因。瞬时转化证明那两个INH对总糖的积累正好起相反效果，将此前人报导的INH感化底物酸性转化酶PpVIN2停止瞬时转化，所起的效果与PpINHa完全不异（图3）。然而，本研究操纵酵母双杂无法判定INH和PpVIN2之间存在分子互做，因而INH的感化机造有待进一步研究。

本研究还发现，与总糖负相关的候选基因中存在另一个蔗糖合成酶SuSy2。此外，正相关基因还有两个单糖转运体——PPERD6-Like1和PpERD6-Like2，它们的瞬时过表达可能会引起PpTST1的表达量发作变革。该研究得出了桃的果实糖分积累的形式图（图4），发现了桃的果实糖分积累既源自代谢又来自体内的源-库运输，且遭到多种因子调理。

该工做提醒了桃果实糖分积累中的重要基因及机造，为实现生果糖组分的精细化调控供给了研究实例和手艺元件，并在功用安康型生果开发方面开拓了新思绪。相关研究功效颁发在Frontiers in Plant Science上。研究工做得到国度天然科学基金等的撑持。