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Plant Cell [2021 IF 12.09}華中農業(yè)大學鄧秀新院士團隊在柑橘果實色澤調控取得進展

近日，華中農業(yè)大學園藝植物(wù)生(shēng)物(wù)學教育部重點實驗室鄧秀新院士團隊在The Plant Cell 雜(zá)志(zhì)在線發表題為(wèi)“Jasmonate Activates a CsMPK6-CsMYC2 Module that Regulates the Expression of β-citraurin Biosynthetic Genes and Fruit Coloration in Orange (Citrus sinensis)”的研究論文。該研究揭示了茉莉酸通(tōng)過激活CsMPK6-CsMYC2模塊調控柑橘果皮著(zhe)色的分子機(jī)制。

紅(hóng)皮柑橘因果實外觀色澤明亮豔麗廣受消費(fèi)者青睐。實踐中，紅(hóng)皮柑橘果實采收時常因果皮著(zhe)色不均勻或轉紅(hóng)不充分，導緻果實外觀品質降低(dī)，商品價值大打折扣，該問題在早熟紅(hóng)皮柑橘品種及栽培環境欠佳的地區尤為(wèi)突出。類胡蘿蔔素（carotenoids）是一(yī)類影響柑橘果皮色澤的主要天然色素，課題組前期研究證實橙紅(hóng)色的類胡蘿蔔素β-檸烏素（β-citraurin）是‘紐荷爾’臍橙等紅(hóng)皮柑橘品種果皮中積累的主要特征色素，CCD4b是β-檸烏素合成途徑關鍵基因(Zheng et al., 2019)。目前柑橘中β-檸烏素生(shēng)物(wù)合成調控的研究較少，因此研究β-檸烏素生(shēng)物(wù)合成的調控機(jī)制可為(wèi)解決因品種或栽培條件(jiàn)不佳等因素導緻的柑橘果實著(zhe)色差問題提供解決方案。

研究發現在果實發育與成熟過程中，茉莉酸（JA）、茉莉酸-異亮氨酸結合物(wù)（JA-Ile）含量變化與β-檸烏素的積累模式相(xiàng)同。外源茉莉酸甲酯（MeJA）處理‘紐荷爾’臍橙果實顯著促進果皮内源JA及JA-Ile生(shēng)成，促進柑橘果皮著(zhe)色。JA信号途徑核心轉錄因子CsMYC2受MeJA處理誘導，并結合β-檸烏素合成途徑關鍵基因CsCCD4b等基因啓動子，正調控相(xiàng)關基因表達以促進β-檸烏素合成與積累。同時CsMYC2激活磷酸激酶CsMPK6表達。CsMPK6與CsMYC2蛋白(bái)水(shuǐ)平互作，一(yī)方面降低(dī)CsMYC2對其下(xià)遊基因啓動子的結合活性，另一(yī)方面磷酸化CsMYC2促進其蛋白(bái)降解。這一(yī)負反饋調節機(jī)制精準調控柑橘對JA的響應，有效避免了果實對JA的過度響應。綜上(shàng)，該研究揭示了植物(wù)激素茉莉酸通(tōng)過激活CsMPK6-CsMYC2模塊促進β-檸烏素積累及柑橘果皮著(zhe)色的分子機(jī)制，為(wèi)柑橘果實色澤品質的形成與改良提供理論和實踐基礎。

華中農業(yè)大學園藝植物(wù)生(shēng)物(wù)學教育部重點實驗室鄧秀新院士課題組博士後嶽鵬濤為(wèi)論文第一(yī)作者，鄧秀新院士為(wèi)通(tōng)訊作者。團隊成員(yuán)柴利軍教授，葉俊麗副研究員(yuán)，謝宗周高(gāo)級工(gōng)程師(shī)參與了研究。華中農業(yè)大學Robert Larkin教授為(wèi)論文提供建議。課題組研究生(shēng)蔣政華、孫權（現山東農業(yè)大學博士後）、魏冉冉、尹映紫也參與該研究。相(xiàng)關工(gōng)作得到(dào)國(guó)家自(zì)然科學基金和中國(guó)博士後科學基金的資助。

原文鏈接：

https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koac363/6931829?searchresult=1

論文中茉莉酸合成途徑抑制劑使用DIECA （貨号：SD3506）。