棗(Ziziphus jujuba Mill.),鼠李科(Rhamnaceae)棗屬綠色植物,是原產地于我國的特點食藥同源鮮果。因其具備優(yōu)良的營養(yǎng)健康作用和濃厚我國文化底蘊的“吊頂神器”,備受大家鐘愛。棗外果皮上色后植物細胞木制化,很多黑色素化學物質堆積且無法獲取。棗研究組早期研究發(fā)現(xiàn)類黃酮類化合物、多糖類黑色素是棗皮黑色素的關鍵成分之一(文章內容早期已發(fā)布于Food Chemistry,農業(yè)和林業(yè)科學研究一區(qū)TOP),而木質纖維素與類黃酮類化合物的生成均起源于苯丙氨酸方式,二者之間既互相聯(lián)絡又互相競爭。因此,科學研究棗皮上色的過程中木質纖維素微生物生成管控有益于棕紅黑色素的深入分析,現(xiàn)階段未有有關報導。在這類情況下,山東農牧業(yè)研究院水果樹所堅果自主創(chuàng)新精英團隊開始了棗外果皮木制化及木質纖維素生成體制科學研究。
近日,Horticulture Research(農業(yè)和林業(yè)科學研究一區(qū)TOP)線上發(fā)布了該精英團隊名為The regulation of cell wall lignification and lignin biosynthesis during pigmentation of winter jujube的科學研究畢業(yè)論文。
本科學研究根據石臘和冷藏切成片發(fā)覺冬棗外果皮上色全過程,木質纖維素成分提升,很多色素沉淀在植物細胞中。轉錄組和代謝組協(xié)同分析表明冬棗木質纖維素關鍵為G-S木質纖維素,基本評定到F5H(LOC107424406)和CCR(LOC107420974)為G-S木質纖維素微生物生成的重要遺傳基因。MYB和NAC大家族進化樹剖析挑選到17個MYB和6個NAC轉錄因子很有可能參加木質纖維素生成管控,RNAseq和qRT-PCR說明僅3個MYB和2個NAC被作為備選轉錄因子。對以上備選因素進一步根據擬南芥異源表述和冬棗外果皮瞬間注入,融合擬南芥莖段和冬棗外果皮木質纖維素-番紅固綠上色,大家評定到一個MYB激活子(LOC107425254)和一個MYB抑止子(LOC107415078)根據管控F5H和CCR參加木質纖維素微生物生成,評定到一個NAC轉錄因子(LOC107435239)僅能推動F5H表述,進而正管控木質纖維素累積。該項科學研究揭露了冬棗外果皮上色的過程中操縱木質纖維素微生物生成的新陳代謝方式和重要遺傳基因,為進一步科學研究木質纖維素管控帶來了分子結構基本。
醫(yī)院水果樹所張瓊副研究員為該畢業(yè)論文的第一作者,許海峰助理研究員和陳新副研究員為該畢業(yè)論文的一同通訊作者。該科學研究取得了我國關鍵產品研發(fā)方案(2019YFD1001605),山東農牧業(yè)研究院自主創(chuàng)新工程項目-高端人才引入與塑造科學研究啟動費(11200214442049),山東農牧業(yè)研究院自主創(chuàng)新工程項目(CXGC2017D01, CXGC2018E22),山東關鍵產品研發(fā)方案(2016GNC113015, 2019GNC106061)和山東社會科學股票基金(ZR2020QC141)等經費預算適用。