梨是我國的第三大果樹樹種，我國是世界*大梨生產(chǎn)國，栽培面積和產(chǎn)量分別占全球的71.6%和75.8%。但是我國梨果的出口量和出口價格都遠(yuǎn)低于日本、韓國等亞洲國家，在國際市場上的競爭力較弱，其主要原因是由于我國梨果的綜合品質(zhì)較差。在眾多影響果實品質(zhì)的因素中，石細(xì)胞是梨果實中特有的性狀，也是影響果實食用口感和加工品質(zhì)的重要因素之一。消費者對梨果實石細(xì)胞的感知，就是吃到嘴里有沙粒樣的口感，當(dāng)石細(xì)胞含量多時就會感覺果實肉質(zhì)粗糙。因此，對石細(xì)胞形成機制的深入解析，能為改良梨果實品質(zhì)提供重要的理論基礎(chǔ)，更有助于提升梨果的經(jīng)濟價值和市場競爭力。

　　近日，Plant Biotechnology Journal以封面論文發(fā)表了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)梨課題組題為 PbrmiR397a regulates lignification during stone cell development in pear fruit 的研究論文。該研究明確了PbrmiR397a通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控PbrLAC抑制漆酶基因表達(dá)，從而影響石細(xì)胞主要組分木質(zhì)素的合成，*終影響果實石細(xì)胞的含量；研究還發(fā)現(xiàn)了PbrmiR397a啟動子區(qū)域與石細(xì)胞含量相關(guān)的重要SNP位點，為開發(fā)分子檢測標(biāo)記和輔助育種奠定了基礎(chǔ)。

　　本研究發(fā)現(xiàn)，梨果肉石細(xì)胞在盛花后21-49天迅速形成并積累，并且石細(xì)胞中木質(zhì)素一旦合成就不會被降解。過量表達(dá)PbrmiR397a或者同時抑制三個PbrLAC基因，都會引起瞬時轉(zhuǎn)化的梨果實木質(zhì)素含量顯著減少。過量表達(dá)PbrmiR397a的轉(zhuǎn)基因煙草植株和野生型相比生物量之間沒有顯著差異，而莖桿木質(zhì)素含量下降了18-29%，但S型/G型木質(zhì)素的比值沒有發(fā)生改變，組織學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)莖桿維管束細(xì)胞數(shù)量更少、細(xì)胞壁木質(zhì)素自發(fā)熒光較弱且次生細(xì)胞壁更薄。

　　通過對60份梨品種資源的重測序數(shù)據(jù)和果肉石細(xì)胞含量關(guān)聯(lián)分析，在PbrmiR397a前體的啟動子序列中發(fā)現(xiàn)了6個單核苷酸多態(tài)性（SNP）與石細(xì)胞含量性狀高度關(guān)聯(lián)。啟動子順式元件分析表明，6個SNP中有2個SNP會引起激素響應(yīng)元件的改變。通過雙熒光素酶試驗證實，SNP#7改變形成的TCA-元件能夠響應(yīng)水楊酸信號，從而影響PbrmiR397a及其靶基因PbrLACs的表達(dá)，以及木質(zhì)素的合成。研究發(fā)現(xiàn)不同品種中，PbrmiR397a與PbrLACs的表達(dá)量相反，且與高低石細(xì)胞含量呈顯著相關(guān)性，從而進(jìn)一步證明了梨果實石細(xì)胞的形成受表觀遺傳調(diào)控。

　　薛程博士為該論文的*作者，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張紹鈴教授課題組的吳俊教授為通訊作者。新西蘭皇家植物與食品研究科學(xué)院姚家龍教授和Andrew C. Allan教授為合作作者。本研究得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、江蘇省杰出青年科學(xué)基金和江蘇省“333高層次人才計劃”的資助。

農(nóng)業(yè)網(wǎng)(Agronet.com.cn)微信掃一掃： 盡“掃”天下農(nóng)商情