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    山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹所干果創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在冬棗木質(zhì)素合成方面取得重要研究進(jìn)展

    放大字體  縮小字體 時(shí)間:2021-11-11 10:42 來(lái)源:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 原文:
    核心提示:近日,Horticulture Research(農(nóng)林科學(xué)一區(qū)TOP)在線發(fā)表了山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹所干果創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)題為The regulation of cell wall lignification and lignin biosynthesis during pigmentation of winter jujube的研究論文。研究揭示了冬棗果皮著色過(guò)程中控制木質(zhì)素生物合成的代謝途徑和關(guān)鍵基因,為進(jìn)一步研究木質(zhì)素調(diào)控提供了分子基礎(chǔ)。
      棗(Ziziphus jujuba Mill.),鼠李科(Rhamnaceae)棗屬植物,是原產(chǎn)于中國(guó)的特色藥食同源果品。因其具有良好的營(yíng)養(yǎng)保健功效和深厚中國(guó)文化內(nèi)涵的“中國(guó)紅”,深受人們喜愛(ài)。棗果皮著色后細(xì)胞壁木質(zhì)化,大量色素物質(zhì)沉積且難以提取。棗課題組前期研究發(fā)現(xiàn)類黃酮類色素是棗皮色素的主要組分之一(文章前期已發(fā)表于Food Chemistry,農(nóng)林科學(xué)一區(qū)TOP),而木質(zhì)素與類黃酮類物質(zhì)的合成均始于苯丙氨酸途徑,二者之間既相互聯(lián)系又相互競(jìng)爭(zhēng)。因而,研究棗皮著色過(guò)程中木質(zhì)素生物合成調(diào)控有利于棗紅色素的深入研究,目前尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。在這種背景下,山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹所干果創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)了棗果皮木質(zhì)化及木質(zhì)素合成機(jī)制研究。
     
      近日,Horticulture Research(農(nóng)林科學(xué)一區(qū)TOP)在線發(fā)表了該團(tuán)隊(duì)題為The regulation of cell wall lignification and lignin biosynthesis during pigmentation of winter jujube的研究論文。
     
      本研究通過(guò)石蠟和冷凍切片發(fā)現(xiàn)冬棗果皮著色過(guò)程,木質(zhì)素含量增加,大量色素沉積在細(xì)胞壁中。轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析表明冬棗木質(zhì)素主要為G-S木質(zhì)素,初步鑒定到F5H(LOC107424406)和CCR(LOC107420974)為G-S木質(zhì)素生物合成的關(guān)鍵基因。MYB和NAC家族進(jìn)化樹分析篩選到17個(gè)MYB和6個(gè)NAC轉(zhuǎn)錄因子可能參與木質(zhì)素合成調(diào)控,RNAseq和qRT-PCR表明僅3個(gè)MYB和2個(gè)NAC被當(dāng)作候選轉(zhuǎn)錄因子。對(duì)上述候選因子進(jìn)一步通過(guò)擬南芥異源表達(dá)和冬棗果皮瞬時(shí)注射,結(jié)合擬南芥莖段和冬棗果皮木質(zhì)素-番紅固綠染色,我們鑒定到一個(gè)MYB激活子(LOC107425254)和一個(gè)MYB抑制子(LOC107415078)通過(guò)調(diào)控F5H和CCR參與木質(zhì)素生物合成,鑒定到一個(gè)NAC轉(zhuǎn)錄因子(LOC107435239)僅能促進(jìn)F5H表達(dá),從而正調(diào)控木質(zhì)素積累。本項(xiàng)研究揭示了冬棗果皮著色過(guò)程中控制木質(zhì)素生物合成的代謝途徑和關(guān)鍵基因,為進(jìn)一步研究木質(zhì)素調(diào)控提供了分子基礎(chǔ)。
     
      我院果樹所張瓊副研究員為該論文的第一作者,許海峰助理研究員和陳新副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2019YFD1001605)、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程-高層次人才引進(jìn)與培養(yǎng)科研啟動(dòng)費(fèi)(11200214442049)、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(CXGC2017D01, CXGC2018E22)、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016GNC113015, 2019GNC106061)和山東省自然科學(xué)基金(ZR2020QC141)等經(jīng)費(fèi)支持。
    日期:2021-11-11
     
     
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