近日，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院果實(shí)發(fā)育生物學(xué)團(tuán)隊(duì)在中科院1區(qū)TOP期刊《New Phytologist》（IF=10.2）上發(fā)表了題為“Insertion of the?β-ketoacyl-CoA synthase?MdKCS2?promoter segment causes wax biosynthesis difference in apple peel”的最新研究成果。這項(xiàng)研究揭示了蘋果果皮蠟質(zhì)生物合成差異的遺傳機(jī)制。
作為果實(shí)與外界環(huán)境之間的主要屏障，表皮蠟質(zhì)可有效減少非氣孔水分流失、病原體入侵和果實(shí)銹病。已有研究發(fā)現(xiàn)不同蘋果品種間果皮表面的蠟質(zhì)含量具有明顯的多樣性，但具體的分子機(jī)制尚不清楚。本研究通過整合BSA-seq和RNA-seq結(jié)果，鑒定到了在高蠟含量和低蠟含量的蘋果間差異表達(dá)的β-酮?；o酶A合成酶2（MdKCS2）。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于低蠟含量的蘋果而言，MdKCS2啟動(dòng)子中一段63-bp插入是主要原因。這段63-bp插入降低了MdKCS2的啟動(dòng)子活性，增強(qiáng)了與抑制子MdDOF4.6的DNA結(jié)合，抑制了C24超長(zhǎng)鏈脂肪酸（VLCFA）的形成，從而減少了蠟質(zhì)的含量。同時(shí)，ECERIFERUM 2（MdCER2）與MdKCS2共表達(dá)，并受到MdMYB56、MdbHLH137和MdDOF4.6的轉(zhuǎn)錄抑制，在低C24?VLCFA含量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低了蘋果果皮中C29烷烴的含量。綜上，MdKCS2和MdCER2協(xié)同參與蘋果果皮表面蠟的生成。?? ?
Fig.3 The 63-bp indel in?MdKCS2?promoter is related to the wax content in apple (Malus domestica) peel? ? ? ? ? ?
Fig.8 A model showing the wax biosynthesis in apple peel本研究的第一作者為沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院果實(shí)發(fā)育生物學(xué)團(tuán)隊(duì)的張麗之博士，通訊作者為譚冬梅副教授和紀(jì)迎琳師資博士后。研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（32472707）和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（2022YFD1200503）的資助。文章鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.20378
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