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    園藝學院李天紅課題組揭示PavDof2/6/15調控甜櫻桃果實成熟軟化的分子機制

    發布日期:2022-09-25 字體:[ ] 瀏覽次數:

    近日,中國農業大學園藝學院李天紅教授課題組在植物學主流期刊Plant Physiology發表了題為Abscisic acid-responsive transcription factors PavDof2/6/15 mediate fruit softening in sweet cherry的研究論文,揭示了轉錄因子PavDof2/6/15通過調控ABA的生物合成和細胞壁修飾參與調節甜櫻桃果實的成熟軟化過程。


    果實軟化是肉質果實成熟的重要標志之一,它是一個十分復雜且高度協調的過程,直接決定了果實的耐貯藏性和貨架期長短,并最終影響消費者選擇。因此,解析果實成熟軟化的分子機制對于控制果實過快軟化以及選育耐貯性新品種具有重要意義。已有研究發現,細胞壁蛋白的降解在果實軟化過程中起著關鍵的作用,但是這個過程是如何被轉錄因子和激素所調控,具體的分子機制還不清楚。

    本研究首先通過轉錄組分別鑒定了硬肉和軟肉甜櫻桃果實成熟軟化過程中的關鍵細胞壁修飾基因、轉錄因子和植物激素信號轉導基因。進一步通過共表達網絡分析發現一類Dof轉錄因子(PavDof2/6/15)與細胞壁修飾基因存在顯著的共表達關系。研究人員進一步通過實驗證明了PavDof2/6/15可以直接結合在細胞壁修飾基因以及ABA生物合成關鍵基因PavNCED1的啟動子上調控它們的表達從而調節果實成熟軟化,其中PavDof6促進,而PavDof2/15抑制果實軟化。此外,在甜櫻桃果實中瞬時過表達PavDof2/6/15可以顯著改變甜櫻桃果實硬度,而且細胞壁修飾基因表達量以及ABA含量均在過表達果實中發生了顯著變化。進一步通過啟動子順式作用元件分析發現,PavDof2/15PavNCED1的啟動子上含有多個生長素響應元件AuxREs,通過篩選,研究人員發現生長素反應因子PavARF8可以作用于PavDof2/15PavNCED1上游從而調節甜櫻桃果實的成熟軟化過程。


    轉錄組分析鑒定細胞壁修飾基因、轉錄因子及植物激素信號轉導基因


    本研究在ABA-PavARF8-PavDofs模塊與細胞壁修飾基因之間建立了直接的功能聯系,相關研究結果有助于從分子層面闡明和完善果實成熟軟化的調控網絡,為培育耐貯性甜櫻桃品種奠定了理論基礎。


    2 PavDof2/6/15調節甜櫻桃果實成熟軟化模式圖


    已畢業的博士研究生翟澤峰為論文的第一作者,中國農業大學李天紅教授和劉揚教授為該論文的共同通訊作者,該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃和北京市科技創新服務能力建設等項目的經費資助。

    原文鏈接:https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiac440/6709354


    信息來源:園藝學院
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