近日，華中農業大學園藝植物生物學教育部重點實驗室、園藝林學學院程運江教授課題組在柑橘果實蠟質特異性組分積累與調控機制的研究成果以“Function and transcriptional regulation of CsKCS20 in the elongation of very-long-chain fatty acids and wax biosynthesis in Citrus sinensis flavedo”為題發表于Horticulture Research。         植物蠟質是附著于表皮細胞外面的一層疏水結構，具有減少水分散失、防止紫外傷害及抵抗病蟲害等作用。柑橘果實在采后貯藏保鮮中的水分散失嚴重影響了其商品價值。因此，探究柑橘果實蠟質特異性組分的合成與調控機理，對未來選育高蠟質含量的品種及指導合成性能優異的柑橘蠟液配方，延緩果實采后失水具有重要意義。         該研究通過分析柑橘主栽品種紐荷爾臍橙的蠟質組分發現，與擬南芥、番茄、蘋果等作物的蠟質以C30和C32的脂肪族化合物為主不同，柑橘果實蠟質主要以C24、C26和C28的蠟質成分為主。同時，課題組前期通過對紐荷爾臍橙（WT）及其光亮型突變體“贛南1號”（MT）的果實蠟質成分和轉錄組分析發現，突變體的蠟質顯著減少且蠟質合成相關基因顯著下調。本研究進一步分析了該對材料蠟質成分在碳鏈長度分布上的差異表明，MT中C20以上的蠟質組分都顯著減少，因而其為探究柑橘果實蠟質特異性組分積累的分子機制提供了良好材料（圖1）。          深入分析轉錄組數據發現，大部分負責碳鏈延伸的CsKCSs在MT中顯著下調表達且CsKCS20下調最為顯著，與MT中C20以上的蠟質組分均顯著減少的表型一致。隨后，通過酵母體系驗證了CsKCS20具有催化合成C22和C24超長鏈脂肪酸的功能。由此表明CsKCS20在柑橘果實蠟質特異性組分積累中起著重要的作用（圖2）。為挖掘CsKCS20的調控機制，本研究進一步分析轉錄組數據發現，CsMYB96的表達量與CsKCS20的表達量呈高度正相關。生化實驗和穩定轉化擬南芥證實了CsMYB96能夠直接激活CsKCS20的表達，從而參與蠟質的合成（圖3）。以上結果表明，CsKCS20通過催化合成C22和C24的超長鏈脂肪酸參與柑橘果實蠟質特異性組分的積累，同時CsMYB96能夠直接正調控CsKCS20的表達，促進蠟質的合成。本研究為深入解析柑橘果實蠟質特異性組分的積累及調控，維持采后果實品質提供了重要的理論依據。       華中農業大學園藝林學學院博士研究生汪洋為論文第一作者，程運江教授為論文通訊作者。華中農業大學園藝林學學院博士后朱峰、山東師范大學楊賢鵬博士、贛州市柑桔科學研究所陳兆星以及碩士研究生張金、司凱等人也參與本研究工作。本研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金及國家現代農業產業技術體系資助等項目的資助。