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我校柑橘原花青素调控机制研究取得新进展
发布时间:2019-11-19

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柑橘CsPH4-Noemi复合体以反馈调节环的方式调节原花青素的生物合成

近日,Journal of Experimental Botany在线发表了园艺植物生物学教育部重点实验室题为“The citrus CsPH4-Noemi regulatory complex is involved in proanthocyanidin biosynthesis via a positive feedback loop”的研究论文。该研究报道了柑橘CsPH4-Noemi复合体以反馈调节环的方式调节原花青素的生物合成,为后续柑橘果实品质改良提供了良好的理论基础。

原花青素是植物界广泛存在的一类多酚次级代谢产物,对植物生理和人体健康均发挥着重要作用。对植物而言,原花青素可以抵御各种生物和非生物胁迫,如紫外伤害、机械损伤和真菌侵染等。对于人类来说,原花青素能够清除自由基,增强免疫力、减少癌症等各种疾病的发生。因此,原花青素作为果实品质的重要组成部分,解析其积累及调控机制,对于果实品质的改良具有重要的理论和实践意义。

柑橘是世界第一大水果,其丰富的种质资源为果实品质形成调控机制研究及品质改良奠定了材料基础。本研究通过对原花青素差异积累的“暗柳”“红暗柳”和“埃及糖橙”甜橙的种子及幼果进行转录组测序,发现转录因子CsPH4和Noemi与柑橘原花青素的积累高度相关。研究表明,在柑橘愈伤组织和拟南芥中超表达CsPH4和Noemi,两个转录因子均能诱导原花青素途径基因上调表达,从而促进原花青素的积累。在研究中,在超表达CsPH4的柑橘愈伤组织中还观察到Noemi被显著诱导表达。随后的生化实验进一步证实了CsPH4和Noemi能够相互作用形成复合体,直接结合到原花青素途径基因启动子的MRE元件从而激活其表达,同时该复合体也可与Noemi启动子直接结合,诱导Noemi上调表达,进一步促进原花青素的积累。

该项研究成果丰富了人们对植物原花青素积累及转录调控机理的认识,完善了柑橘原花青素积累的调控机理,为柑橘果实品质改良奠定了理论基础。

该研究得到国家重点研究计划项目和国家自然科学基金的资助。园艺林学学院博士研究生张印为该论文第一作者,邓秀新教授为论文通讯作者。

论文链接:https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erz506/5625977

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