果树所在化橘红果实类黄酮生物合成研究上取得新进展
近日,果树所柑橘研究团队在国际期刊Plant Physiology and Biochemistry(中科院二区,IF=5.437)发表了题为“Integrated transcriptomic and metabolomic analyses reveal key genes controlling flavonoid biosynthesis in Citrus grandis‘Tomentosa’ fruits”的研究论文。该研究报道了化橘红果实在不同发育阶段类黄酮种类和含量变化趋势,以及其生物合成关键转录因子的筛选和挖掘,为深入研究化橘红类黄酮代谢调控机理奠定了基础。樊睿怡博士为该论文第一作者,曾继吾研究员为通讯作者,果树所朱从一博士、邱迪洋博士、毛根林博士以及德国马普分子植物生理研究所Bernd Mueller-Roeber教授参与了部分研究工作。
化橘红是受国家地理标志保护的广东省十大道地中药材之一。现有研究表明,它具有止咳、改善肺功能、治疗急性肺损伤等作用,其主效成分为类黄酮物质。筛选培育高类黄酮含量的化橘红优良品种(系)是促进该产业发展的关键,但化橘红果实的类黄酮代谢调控机理尚不清楚。
课题组在前期研究基础上,选择两个类黄酮含量差异较大的品系“正毛”(‘ZM’)和“光青“(‘GQ’)为研究材料(见图1),对两个品系不同发育时期果实中16种类黄酮含量进行对比分析,并利用转录组深入挖掘调控类黄酮合成通路关键转录因子;首次鉴定到异黄酮通路的代谢物和相关基因的表达(见图2)。在此基础上,通过多组学联合分析确定了12个正调控因子和4个负调控因子,为化橘红果实类黄酮合成的关键调控基因研究提供了较好的基础。
该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金青年基金、国家现代农业(柑橘)产业技术体系、院“十四五”农业优势产业学科团队建设、院“金颖之光”、“青年副研究员”以及国家留学基金委等项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.01.050
图1 化橘红两个品系(‘ZM’和‘GQ’)不同发育时期果实图片(A)和16种类黄酮含量分析(B)
图2 化橘红果实中类黄酮通路主要代谢物及结构基因