园艺研究:柑橘果实中蜡质特异成分的积累和调控机制研究取得新进展

来源：华中农业大学2022-02-03 16:27

近日，教育部园艺植物生物学重点实验室、华中农业大学园艺林业学院程教授关于柑橘果实蜡质特异性成分积累与调控机制的研究成果如下：“cskcs 20在超长链脂肪酸和蜡质生物合成进化中的作用及转录调控”

近日，华中农业大学教育部园艺植物生物学重点实验室，园艺林业学院程教授关于柑橘果实中蜡质特异性成分积累与调控机制的研究成果如下：“CSKCS 20在超长链脂肪酸和蜡质生物进化中的功能与转录调控”发表在《园艺研究》上。

植物蜡是附着在表皮细胞上的疏水结构，具有减少水分流失、防止紫外线伤害、抗病虫害等功能。柑橘果实在采后贮藏保鲜过程中的失水严重影响其商品价值。因此，探索柑橘果实中蜡质特异性成分的合成与调控机理，对于未来培育高蜡质含量品种，指导合成性能优异的柑橘蜡质溶液配方，延缓果实采后失水具有重要意义。

通过对主要柑橘品种纽荷尔脐橙的蜡质成分分析，发现柑橘果实的蜡质成分主要为C24、C26和C28，与拟南芥、番茄和苹果的蜡质成分不同。同时，研究组通过对纽荷尔脐橙(WT)及其鲜亮突变体“赣南一号”(MT)的蜡质成分和转录组进行分析，发现突变体蜡质含量显著降低，蜡质合成相关基因显著下调。在本研究中，我们进一步分析了这对材料中蜡质成分碳链长度分布的差异，表明MT中C20以上的蜡质成分显著减少，从而为探索柑橘果实中蜡质特异性成分积累的分子机制提供了良好的材料(图1)。

对转录组数据的深入分析表明，大多数负责碳链延伸的CsKCS在MT中显著下调，其中CsKCS20下调最为显著，这与MT中C20以上蜡组分显著减少的表型一致。随后，系统验证了CsKCS20具有催化合成C22和C24超长链脂肪酸的功能。因此，CsKCS20在柑橘果实中蜡特异性成分的积累中起着重要作用(图2)。为了探索CsKCS20的调控机制，本研究进一步分析了转录组数据，发现CsMYB96的表达与CsKCS20的表达呈高度正相关。拟南芥的生化实验和稳定转化证实，CsMYB96可以直接激活CsKCS20的表达，从而参与蜡质合成(图3)。以上结果表明，CsKCS20通过催化C22和C24超长链脂肪酸的合成参与柑橘果实蜡质特异性成分的积累，CsMYB96可以直接正向调控CsKCS20的表达，促进蜡质的合成。该研究为深入分析柑橘果实中蜡质组分的积累和调控以及保持采后果实品质提供了重要的理论依据。

华中农业大学园艺与林业学院博士生汪洋为论文第一作者，程教授为论文通讯作者。华中农业大学园艺与林业学院博士后朱峰，山东师范大学杨先鹏博士，赣州柑橘科学研究所陈兆兴，研究生张进、凯斯也参加了本次研究。本研究得到了国家重点研发基金的资助；d计划、国家自然科学基金和国家现代农业产业技术体系。(100yiyao.com)

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