近日，The Plant Journal在線發(fā)表了浙江大學(xué)果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)題為“Transcriptional and epigenetic analysis reveals that NAC transcription factors regulate fruit flavor ester biosynthesis”的研究論文，揭示了NAC家族轉(zhuǎn)錄因子及組蛋白修飾H3K27me3在調(diào)控果實(shí)酯類芳香物質(zhì)合成中的分子機(jī)制。曹香梅博士為論文第一作者，張波教授為通訊作者。
果實(shí)的香味來(lái)源于揮發(fā)性化合物，影響消費(fèi)者喜好。酯類芳香物質(zhì)是許多成熟果實(shí)果香型香氣的主要來(lái)源，包括桃、蘋(píng)果和番茄等。雖然已經(jīng)明確了酯類芳香物質(zhì)對(duì)于果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)和消費(fèi)者喜好的重要作用，然而有關(guān)該類化合物在果實(shí)成熟過(guò)程中積累的調(diào)控機(jī)制并不清楚。
基于基因表達(dá)與物質(zhì)含量相關(guān)性，并結(jié)合體外和體內(nèi)的功能驗(yàn)證，鑒別出參與桃果實(shí)酯類芳香物質(zhì)合成的結(jié)構(gòu)基因PpAAT1，編碼的乙醇?；D(zhuǎn)移酶AAT是催化酯類物質(zhì)合成的末端酶。鑒別出轉(zhuǎn)錄因子PpNAC1通過(guò)結(jié)合PpAAT1啟動(dòng)子激活基因表達(dá)，利用轉(zhuǎn)基因方法驗(yàn)證了PpNAC1對(duì)酯類芳香物質(zhì)合成的調(diào)控效應(yīng)。番茄和蘋(píng)果中的同源NAC轉(zhuǎn)錄因子也可以激活酯類物質(zhì)合成基因表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)果實(shí)成熟過(guò)程中酯類芳香物質(zhì)積累相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子NAC和結(jié)構(gòu)基因AAT的表達(dá)受到組蛋白甲基化修飾H3K27me3的表觀遺傳因子調(diào)控。
綜上所述，果實(shí)成熟過(guò)程中的酯類芳香物質(zhì)合成同時(shí)受到轉(zhuǎn)錄因子NAC和組蛋白甲基化修飾的調(diào)控（圖1），這種分子機(jī)制在桃、蘋(píng)果及番茄等多種果實(shí)中保守存在。
圖1. 果實(shí)酯類芳香物質(zhì)合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控和表觀遺傳調(diào)控模型
該研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)博士后基金等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15200
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