1月12日,武漢植物園果樹分子育種學科組在植物學著名期刊New Phytologist在線發表了題為Two R2R3-MYB Genes Cooperatively Control Trichome Development and Cuticular Wax Biosynthesis in Prunus persica 的研究論文。該研究揭示了油桃形成的分子機理,為桃果實外觀品質遺傳改良提供了理論與技術支撐。
油桃(nectarine)是普通桃(peach)的變種,起源于中國。油桃果皮質地明顯不同于普通桃:油桃果實表皮無毛,光滑發亮、顏色鮮艷,好似涂了一層油;而普通桃果實表皮有絨毛,顏色較暗、無亮光。研究發現,控制油桃果實無毛性狀的G位點包含一個PpMYB25候選基因,通過對油桃品種PpMYB25基因的克隆、測序,發現該基因的第三個外顯子包含一個6 kb大小的逆轉座子。該逆轉座子的插入導致PpMYB25基因在油桃果實中不表達或功能喪失。
有趣的是,通過掃描電鏡觀察油桃和普通桃果實表皮特征,發現二者除了表皮毛差異外,表皮蠟質的結構也大不相同,隨后的GC分析進一步證實了油桃和普通桃果實表皮蠟質含量存在差異。通過生理生化和轉基因等一系列研究,發現PpMYB25激活下游同源基因PpMYB26的表達,它們共同促進表皮毛的發育和表皮蠟質的積累,從而使普通桃果實具有多毛灰暗的表皮。而在油桃中,由于PpMYB25基因失活,PpMYB26及其他表皮毛發育基因以及表皮蠟質合成基因表達隨之受阻,表皮毛發育無法起始,同時表皮蠟質積累減少,使得油桃果皮呈現光亮無毛的表型。
該研究揭示了桃PpMYB25和PpMYB26協同調控果實表皮毛發育和表皮蠟質積累,當它們的表達同時受到干擾后,就產生了桃的變種——油桃(圖1)。由于果實表皮蠟質合成可有效地防止果實水分散失,所以研究結果為改良桃果實耐貯藏性提供了新思路。
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