作者:朱世江等 来源:《园艺研究》 发布时间:2023/9/14 13:49:54
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脱落酸控制菠萝黑心病的分子机制获揭示

 

菠萝黑心病又称内生褐变,是目前我国菠萝产业中最大的问题之一,严重制约菠萝品质和产业发展。近日,华南农业大学园艺学院教授朱世江团队首次揭示了外源脱落酸控制菠萝黑心病的分子机制。相关研究论文发表于Horticulture Research。李倩为该论文第一作者,朱世江为通讯作者,王光参加了该项研究工作。

多年来,朱世江团队致力攻克菠萝黑心病这一难题,于2015年发表了首次用外源脱落酸有效控制菠萝黑心病的研究成果,并据此研发了有效控制菠萝黑心病的药剂“菠黑克”,但是脱落酸控制菠萝黑心病的分子机制尚不清楚。

最新研究中,研究人员发现,在菠萝贮藏期间,苯丙烷类生物合成途径被激活,这可能是菠萝黑心病发生的内因。通过转录组分析,筛选出一个差异最显著的转录因子AcbHLH144,其在黑心病的果实中表达量显著低于健康果实。

该基因在菠萝中瞬时过表达显著抑制菠萝组织褐变、总酚含量和酚类合成基因表达,在拟南芥中异源超表达,显著抑制拟南芥总酚含量和酚类合成基因表达,表明AcbHLH144是菠萝果实贮藏期间酚类物质合成的抑制子。

研究人员进一步实验证实AcbHLH144通过识别Ac4CL5启动子上的N-box位点,抑制其转录。在菠萝中瞬时过表达Ac4CL5显著促进菠萝组织褐变。进一步通过转录组、代谢组和RT-qPCR分析发现,外源脱落酸显著促进AcbHLH144的表达,抑制Ac4CL5的表达。对AcbHLH144的启动子分析发现其序列含有3个潜在的脱落酸响应元件,GUS瞬时表达实验证实脱落酸激活AcbHLH144的转录。

该研究揭示了外源脱落酸控制菠萝黑心病的机理在于,通过激活AcbHLH144转录因子的表达,抑制酚类物质的生物合成。这为用分子育种的方法控制菠萝黑心病提供了理论依据。(来源:中国科学报 朱汉斌)

相关论文信息:https://doi.org/10.1093/hr/uhad185

 
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