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研究进展

武汉植物园科研人员揭示光照促进桃果皮着色的形成机制

  光照是桃果实着色的一个重要条件,但相关机制不清。近日,武汉植物园果树分子育种学科组发现了光响应基因HYH基因在桃果皮着色中的调控制作用,研究成果以PpHYH is responsible for light-induced anthocyanin accumulation in fruit peel of Prunus persica”为题发表于国际期刊Tree Physiology

  研究人员通过对毛桃和油桃果皮在光照和遮光条件下组学分析,发现调控桃果皮花青苷的积累候选调节基因PpHYH,该基因编码蛋白缺少转录激活结构域,需要与伴侣蛋白PpBBX4互作形成异源二聚体才能实现对花青苷合成的转录调控功能PpHYHPpBBX4基因在桃果实中瞬时过表达可促进花青苷的积累。在光照条件下,PpHYH转录因子的表达受到诱导PpHYH通过激活花青苷调节基因PpMYB10.1及其附近的两个同源基因PpMYB10.2PpMYB10.3的表达,促进果皮着色呈现红色;然而在黑暗条件条件下,光信号途径关键抑制因子PpCOP1在细胞核内大量积累,引起PpHYH蛋白的降解,使得PpHYH/PpBBX4复合物无法形成,导致花青苷积累受阻,果皮颜色呈现绿色。该研究首次发现了PpHY5同源基因在果树果实色泽性状形成中的调控作用,研究结果有助于系统理解光照对果实着色的调控机制,也为果实色泽性状的遗传改良与调控提供了理论支撑。 

  武汉植物园博士研究生赵磊为论文第一作者,武汉植物园韩月彭研究员和郑蓓蓓博士为通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划项目(2018YFD1000200)、国家自然科学基金项目(31872087)和中国现代农业产业技术体系(CARS-30)的资助。 

  论文链接

图  光照对桃果皮着色的调控模型

果树分子育种学科组 赵磊

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