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

近日(rì)，華中農業大(dà)學園藝植物生(shēng)物學教育部重點實驗室鄧秀新院士團隊在The Plant Cell 雜志在線發表題爲“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過激活CsMPK6-CsMYC2模塊調控柑橘果皮着色的分(fēn)子機(jī)制。

紅(hóng)皮柑橘因果實外觀色澤明亮豔麗廣受消費者青睐。實踐中，紅(hóng)皮柑橘果實采收時常因果皮着色不均勻或轉紅(hóng)不充分(fēn)，導緻果實外觀品質降低，商品價值大(dà)打折扣，該問(wèn)題在早熟紅(hóng)皮柑橘品種及栽培環境欠佳的地區尤爲突出。類胡蘿蔔素（carotenoids）是一類影(yǐng)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)物合成調控的研究較少，因此研究β-檸烏素生(shēng)物合成的調控機(jī)制可(kě)爲解決因品種或栽培條件(jiàn)不佳等因素導緻的柑橘果實着色差問(wèn)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（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(lǐ)‘紐荷爾’臍橙果實顯著促進果皮内源JA及JA-Ile生(shēng)成，促進柑橘果皮着色。JA信号途徑核心轉錄因子CsMYC2受MeJA處理(lǐ)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)水平互作(zuò)，一方面降低CsMYC2對其下遊基因啓動子的結合活性，另一方面磷酸化CsMYC2促進其蛋白(bái)降解。這一負反饋調節機(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，該研究揭示了植物激素茉莉酸通過激活CsMPK6-CsMYC2模塊促進β-檸烏素積累及柑橘果皮着色的分(fēn)子機(jī)制，爲柑橘果實色澤品質的形成與改良提供理(lǐ)論和實踐基礎。

華中農業大(dà)學園藝植物生(shēng)物學教育部重點實驗室鄧秀新院士課題組博士後嶽鵬濤爲論文第一作(zuò)者，鄧秀新院士爲通訊作(zuò)者。團隊成員(yuán)柴利軍教授，葉俊麗副研究員(yuán)，謝宗周高級工(gōng)程師(shī)參與了研究。華中農業大(dà)學Robert Larkin教授爲論文提供建議(yì)。課題組研究生(shēng)蔣政華、孫權（現山(shān)東農業大(dà)學博士後）、魏冉冉、尹映紫也參與該研究。相(xiàng)關工(gōng)作(zuò)得(de)到國(guó)家自(zì)然科(kē)學基金和中國(guó)博士後科(kē)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）。