棗（Ziziphus jujuba Mill.），鼠李科（Rhamnaceae）棗屬植物，是原產于中國的特色藥食同源果品。因其具有良好的營養保健功效和深厚中國文化內涵的“中國紅”，深受人們喜愛。棗果皮著色后細胞壁木質化，大量色素物質沉積且難以提取。棗課題組前期研究發現類黃酮類色素是棗皮色素的主要組分之一（文章前期已發表于Food Chemistry，農林科學一區TOP），而木質素與類黃酮類物質的合成均始于苯丙氨酸途徑，二者之間既相互聯系又相互競爭。因而，研究棗皮著色過程中木質素生物合成調控有利于棗紅色素的深入研究，目前尚無相關報道。在這種背景下，山東省農業科學院果樹所干果創新團隊啟動了棗果皮木質化及木質素合成機制研究。
近日，Horticulture Research（農林科學一區TOP）在線發表了該團隊題為The regulation of cell wall lignification and lignin biosynthesis during pigmentation of winter jujube的研究論文。
本研究通過石蠟和冷凍切片發現冬棗果皮著色過程，木質素含量增加，大量色素沉積在細胞壁中。轉錄組和代謝組聯合分析表明冬棗木質素主要為G-S木質素，初步鑒定到F5H（LOC107424406）和CCR（LOC107420974）為G-S木質素生物合成的關鍵基因。MYB和NAC家族進化樹分析篩選到17個MYB和6個NAC轉錄因子可能參與木質素合成調控，RNAseq和qRT-PCR表明僅3個MYB和2個NAC被當作候選轉錄因子。對上述候選因子進一步通過擬南芥異源表達和冬棗果皮瞬時注射，結合擬南芥莖段和冬棗果皮木質素-番紅固綠染色，我們鑒定到一個MYB激活子（LOC107425254）和一個MYB抑制子（LOC107415078）通過調控F5H和CCR參與木質素生物合成，鑒定到一個NAC轉錄因子（LOC107435239）僅能促進F5H表達，從而正調控木質素積累。本項研究揭示了冬棗果皮著色過程中控制木質素生物合成的代謝途徑和關鍵基因，為進一步研究木質素調控提供了分子基礎。
我院果樹所張瓊副研究員為該論文的第一作者，許海峰助理研究員和陳新副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃（2019YFD1001605）、山東省農業科學院科技創新工程-高層次人才引進與培養科研啟動費（11200214442049）、山東省農業科學院科技創新工程（CXGC2017D01, CXGC2018E22）、山東省重點研發計劃（2016GNC113015, 2019GNC106061）和山東省自然科學基金（ZR2020QC141）等經費支持。
日期：2021-11-11
近日，Horticulture Research（農林科學一區TOP）在線發表了該團隊題為The regulation of cell wall lignification and lignin biosynthesis during pigmentation of winter jujube的研究論文。
本研究通過石蠟和冷凍切片發現冬棗果皮著色過程，木質素含量增加，大量色素沉積在細胞壁中。轉錄組和代謝組聯合分析表明冬棗木質素主要為G-S木質素，初步鑒定到F5H（LOC107424406）和CCR（LOC107420974）為G-S木質素生物合成的關鍵基因。MYB和NAC家族進化樹分析篩選到17個MYB和6個NAC轉錄因子可能參與木質素合成調控，RNAseq和qRT-PCR表明僅3個MYB和2個NAC被當作候選轉錄因子。對上述候選因子進一步通過擬南芥異源表達和冬棗果皮瞬時注射，結合擬南芥莖段和冬棗果皮木質素-番紅固綠染色，我們鑒定到一個MYB激活子（LOC107425254）和一個MYB抑制子（LOC107415078）通過調控F5H和CCR參與木質素生物合成，鑒定到一個NAC轉錄因子（LOC107435239）僅能促進F5H表達，從而正調控木質素積累。本項研究揭示了冬棗果皮著色過程中控制木質素生物合成的代謝途徑和關鍵基因，為進一步研究木質素調控提供了分子基礎。
我院果樹所張瓊副研究員為該論文的第一作者，許海峰助理研究員和陳新副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃（2019YFD1001605）、山東省農業科學院科技創新工程-高層次人才引進與培養科研啟動費（11200214442049）、山東省農業科學院科技創新工程（CXGC2017D01, CXGC2018E22）、山東省重點研發計劃（2016GNC113015, 2019GNC106061）和山東省自然科學基金（ZR2020QC141）等經費支持。
日期：2021-11-11
