8月19日，園藝學(xué)院張遲副教授和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院朱凱杰副教授以共同一作在《Advanced Science》（中科院1區(qū)，IF = 14.3）在線(xiàn)發(fā)表題為“A Study on the Cell Layer Patterns of a Citrus Periclinal Chimera Reveals β-Cryptoxanthin Regulation in Citrus Fruits”（《柑橘周緣嵌合體細(xì)胞層模式研究揭示果實(shí)β-隱黃質(zhì)調(diào)控機(jī)制》）的研究論文。該研究在柑橘芽變調(diào)查中發(fā)掘出一個(gè)來(lái)自于溫州蜜柑（OOO）和常山胡柚（CCC）的柑橘周緣嵌合體紅肉胡柚（OCC），它具有果肉高效積累β-隱黃質(zhì)的代謝特征。研究揭示了周緣嵌合體紅肉胡柚果實(shí)各組織的細(xì)胞層來(lái)源及其兩個(gè)供體所占比例，鑒定出一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子MYB107并揭示其調(diào)控OCC及其供體之間β-隱黃質(zhì)差異積累的分子機(jī)制，提出了柑橘β-隱黃質(zhì)積累模式的新見(jiàn)解及其應(yīng)用于水果品質(zhì)提升的潛力。
β-隱黃質(zhì)是一種具有更高生物利用度的膳食維生素原A類(lèi)胡蘿卜素，只在柑橘等極少數(shù)作物中積累。但是，柑橘品種間的β-隱黃質(zhì)含量存在顯著差異，只有少數(shù)寬皮橘類(lèi)（mandarin）在成熟果實(shí)中大量積累β-隱黃質(zhì)，而大多數(shù)甜橙果實(shí)主要積累紫黃質(zhì)，柚類(lèi)和葡萄柚等果實(shí)較大的柑橘品種中β-隱黃質(zhì)含量極低。嫁接形成的周緣嵌合體可以產(chǎn)生優(yōu)良的跨種品種，是柑橘中至關(guān)重要的育種策略。新發(fā)掘的周緣嵌合體OCC（紅肉胡柚） 結(jié)合了其一個(gè)供體CCC（常山胡柚）大果型和另一個(gè)供體OOO（溫州蜜柑）富含β-隱黃質(zhì)的理想農(nóng)藝性狀。針對(duì)OCC的遺傳起源及其β-隱黃質(zhì)積累的分子機(jī)制，本研究系統(tǒng)分析了OCC及其供體果實(shí)的代謝譜與基因表達(dá)譜，揭示了其果實(shí)各組織的細(xì)胞層發(fā)育模型，OCC的L1細(xì)胞層來(lái)自O(shè)OO，L2和L3細(xì)胞層來(lái)自CCC；OCC的外果皮、果肉和囊衣均由兩個(gè)供體細(xì)胞發(fā)育而來(lái)，但每個(gè)組織中兩個(gè)供體的組成比例不同；OOO:CCC（L1:L2/L3）在外果皮中約為1:4，果肉中約為1:1，囊衣中約為1:3。研究還鑒定出一個(gè)與β-隱黃質(zhì)的積累密切相關(guān)并定位于細(xì)胞核的轉(zhuǎn)錄激活因子MYB107，其在柑橘愈傷組織和果實(shí)中的過(guò)表達(dá)可增強(qiáng)類(lèi)胡蘿卜素的生物合成并上調(diào)類(lèi)胡蘿卜素生成基因，而干擾MYB107的表達(dá)則表現(xiàn)出相反的效果。MYB107直接結(jié)合并激活β-胡蘿卜素羥化酶（BCH）的啟動(dòng)子，從而正向調(diào)控β-隱黃質(zhì)的生物合成。此外，MYB107的表達(dá)水平與不同柑橘品種中β-隱黃質(zhì)的積累水平一致。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生張哲惠和紀(jì)惠宇、衢州市農(nóng)業(yè)林業(yè)科學(xué)研究院吳群、浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心張林、浙江省柑橘研究所柯甫志、常山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局王剛共同參與了該研究。我校林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院張敏與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院朱凱杰為論文共同通訊作者。該研究得到了浙江省自然科學(xué)基金、浙江省農(nóng)業(yè)重大技術(shù)協(xié)同推廣計(jì)劃和衢州市柯城區(qū)科技計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
（園藝學(xué)院柑橘育種團(tuán)隊(duì)）
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