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红肉和白肉枇杷不同组织中不同程度类胡萝卜素积累的差异机制得到揭示

日期:2014-06-23

枇杷根据果肉颜色可分为红肉和白肉枇杷两大类品种,类胡萝卜素在枇杷品种间存在差异积累。同时研究发现枇杷果肉、果皮和叶片中类胡萝卜素积累模式存在组织差异。近来,果树科学研究所的一项研究揭示了PSY基因家族成员的序列突变与组织特异性表达参与了枇杷品种间及组织间类胡萝卜素差异积累的调控。这项成果已在Journal of Experimental BotanyIF=5.242)上发表(2014, DOI: 10.1093/jxb/eru257),题为“Involvement of multiple phytoene synthase genes in tissue and cultivar-specific accumulation of carotenoids in loquat”。博士研究生傅秀敏为该文的第一作者,徐昌杰教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。

对两类枇杷果实进行转录组学分析、基因序列分析、基因表达分析及功能验证得出EjPSY1成员负责果皮类胡萝卜素积累,EjPSY2A成员负责成熟果实类胡萝素积累EjPSY2B成员负责叶片果实类胡萝卜素积累,并在枇杷上发现了第四个成员EjPSY3,虽然没有功能但其序列比较古老,可能是其它成员的祖先。EjPSY2A基因在白肉品种的缺失突变可能造成其果肉不能大量积累类胡萝卜素,进而影响白肉品种细胞中有色体结构的形成。白肉枇杷果皮可积累一定量的类胡萝卜素而显黄色与果皮中EjPSY1成员的表达相关,而白肉枇杷的叶片组织中类胡萝卜素积累模式与红肉枇杷叶片类似,这与EjPSY2B成员叶片特异相关。

此外,枇杷是首先被报道的具有4PSY基因家族成员植物,尽管基因组测序结果表明这一现象在另一蔷薇科果树苹果上也存在。因而,该研究还可为其它植物PSY的表达、功能及进化分析及其与类胡萝卜素积累的内在关系研究提供参考



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