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    华中农业大学邓秀新院士团队关于柑橘类胡萝卜素研究连发两文


    柑橘是全球和我国最重要的果树之一,2022年我国柑橘种植面积超过4500万亩,产量超过6000万吨,在国民经济发展和乡村振兴事业中发挥重要作用。

    柑橘果实被定义为典型的非呼吸跃变型果实,植物激素ABA在柑橘果实成熟过程中发挥着至关重要的作用。类胡萝卜素是柑橘果实的主要呈色色素,也是人体重要的维生素A来源。因此,解析ABA调控柑橘果实着色的分子调控机制对于柑橘果实外观品质提升技术研发及品种改良具有重要意义。

    近日,果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、华中农业大学园艺林学学院邓秀新院士团队研究成果以“The transcriptional regulatory module CsHB5-CsbZIP44 positively regulates abscisic acid-mediated carotenoid biosynthesis in citrus (Citrus spp.)”为题在Plant Biotechnology Journal在线发表。

    研究首先发现CsHB5和CsbZIP44是两个ABA诱导的基因,分别属于HD-ZIP I和bZIP家族,可以在细胞核中形成蛋白复合体。

    研究利用基因沉默和过表达的方法,发现CsHB5和CsbZIP44的表达水平与柑橘果实中的类胡萝卜素含量呈正相关。进一步的实验表明,CsHB5和CsbZIP44可以直接激活多个类胡萝卜素代谢相关的基因,如CsDXR, CsGGPPs, CsBCH1和CsNCED2,从而增加柑橘果实中的类胡萝卜素合成。最后,作者发现CsHB5和CsbZIP44之间存在一个正反馈回路,可以维持ABA信号的稳定性和强度。

    研究解析了ABA信号调控柑橘果实类胡萝卜素生物合成的分子调控机制,为柑橘果实色泽品质遗传改良及通过采前栽培和采后生产措施提升果实外观品质提供了重要依据。

    果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、华中农业大学园艺林学学院邓秀新院士和曾云流副教授课题组研究成果以“Multi-omics analyses reveal the importance of chromoplast plastoglobules in carotenoid accumulation in citrus fruit”为题在Plant Journal发表

    研究首先利用密度梯度离心的方法,从柑橘果实中分离出两种不同类型的有色体,一种是晶状有色体,主要含有番茄红素和β-胡萝卜素,另一种是球状有色体,主要含有β链类胡萝卜素。

    研究发现球状有色体中的质体小球是由有色体内膜延伸而来的,且质体小球中的类胡萝卜素含量高于有色体内膜。

    研究利用多组学的方法,分析了质体小球中的蛋白质和脂质组成,发现质体小球中富含一些参与类胡萝卜素代谢和脂质合成的酶,如CsELT1,这是一种能够催化三酰甘油的酯酶。

    研究进一步利用基因沉默和过表达的方法,证明了CsELT1能够促进质体小球中的类胡萝卜素和脂质的积累,从而提高柑橘果实的着色和营养价值。

    研究发现了柑橘果肉有色体主要有晶状有色体(特异积累番茄红素和β-胡萝卜素)和球状有色体(特异积累β链类胡萝卜素)两种类型组成,其中球状有色体中质体小球的形成与β链类胡萝卜素积累相关,并稳定储存于果实中,研究结果阐明了酯酶CsELT1参与柑橘果实类胡萝卜素和脂质积累的分子机制。

    图文来源于网络

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