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武汉植物园揭示油桃形成遗传机制

2022-01-17 武汉植物园
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  近日,中国科学院武汉植物园果树分子育种学科组研究人员在New Phytologist上在线发表了题为Two R2R3-MYB Genes Cooperatively Control Trichome Development and Cuticular Wax Biosynthesis in Prunus persica的研究论文。该研究揭示了油桃形成的分子机理,为桃果实外观品质遗传改良提供了理论与技术支撑。
  油桃(nectarine)是普通桃(peach)的变种,起源于中国。油桃果皮质地明显不同于普通桃:油桃果实表皮无毛,光滑发亮、颜色鲜艳,好似涂了一层油,而普通桃果实表皮有绒毛,颜色较暗、无亮光。研究发现,控制油桃果实无毛性状的G位点包含一个PpMYB25候选基因,通过对油桃品种PpMYB25基因的克隆、测序,发现该基因的第三个外显子包含一个6 kb大小的逆转座子。该逆转座子的插入导致PpMYB25基因在油桃果实中不表达或功能丧失。
  有趣的是,通过扫描电镜观察油桃和普通桃果实表皮特征,发现二者除了表皮毛差异外,表皮蜡质的结构也大不相同,随后的GC分析进一步证实了油桃和普通桃果实表皮蜡质含量存在差异。通过生理生化和转基因等一系列研究,发现PpMYB25激活下游同源基因PpMYB26的表达,它们共同促进表皮毛的发育和表皮蜡质的积累,从而使普通桃果实具有多毛灰暗的表皮,而在油桃中,由于PpMYB25基因失活,PpMYB26及其他表皮毛发育基因以及表皮蜡质合成基因表达随之受阻,表皮毛发育无法起始,同时表皮蜡质积累减少,使得油桃果皮呈现光亮无毛的表型。
  该研究揭示了桃PpMYB25PpMYB26协同调控果实表皮毛发育和表皮蜡质积累,当它们的表达同时受到干扰后,就产生了桃的变种——油桃(图1)。由于果实表皮蜡质合成可有效防止果实水分散失,该研究结果可为改良桃果实耐贮藏性提供新思路。
PpMYB25PpMYB26对果实表皮毛发育和表皮蜡质合成的调控网络示意图 
打印 责任编辑:江澄

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