研究揭示三叶木通果实开裂分子机制

近日，麻类所南方特色作物遗传育种团队联合景德镇学院、宜春市科学院、中国农业科学院国家南繁研究院等单位，在三叶木通果实开裂机制研究方面取得了研究进展，相关研究结果发表在《国际生物大分子杂志（International Journal of Biological Macromolecules）》上。

据栾明宝研究员介绍，三叶木通作为我国的特色果树，果实富含蛋白质、还原糖、维生素、游离必需须氨基酸、果胶、黄酮、皂苷等成分，具有极高的药用、经济、社会和生态价值，应用前景广阔。由于三叶木通果实腹缝线处果皮开裂是其果实成熟的标志，存在采后贮藏期较短，不易保鲜的问题。果皮开裂会降低果实的商品性、储藏和运输性能，限制果实的市场价值和产业发展潜力。然而，目前关于三叶木通的研究还处于起步阶段，主要集中在栽培管理、化学成分、资源调查和病虫害防治等方面，对三叶木通果实开裂及储藏保鲜等方面的研究比较滞后。因此，开展三叶木通果实开裂的分子机制研究为解决其采后储藏保鲜的问题及产业化发展具有重要的理论意义和应用价值。

本研究以三叶木通为研究对象，通过基因组、转录组、细胞结构、基因表达、遗传转化、瞬时过表达和抑制表达等研究方法，系统研究了三叶木通遗传变异及其环境适应机制。明确了β-半乳糖苷酶基因在三叶木通果实开裂过程中的调控作用。与野生型相比，过表达（OE）AtrBGAL2会导致果实提早发生开裂，水溶性果胶含量较高，酸溶性果胶含量较低。而通过病毒诱导的基因沉默三叶木通果实则显示出相反趋势；在过表达和基因编辑AtrBGAL2基因的番茄果实中表现为相同的趋势；表明AtrBGAL2在果实成熟过程中对果实开裂起着重要的调控作用。该工作为果实开裂的机制研究提供了新视角，对三叶木通资源利用以及采后贮藏保鲜具有重要意义。

原文链接：http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.133313

       图1 AtrBGAL2的亚细胞定位和瞬时转化。

    图2AtrBGAL2基因过表达和抑制表达番茄果实中AtrBGAL2和细胞壁相关基因的表达量分析