近日,北京農(nóng)業(yè)和林業(yè)研究院蔬菜水果研究室在園藝花卉行業(yè)Top刊物Horticulture Research(Q1, IF=6.793)線上發(fā)布了名為The NAC tranion factor ClNAC68 positively regulates sugar content forbid seed development in watermelon forbid repressing ClINV forbid ClGH3.6的科學研究畢業(yè)論文。該科學研究揭露了NAC轉錄因子ClNAC68受體植物細胞轉化酶遺傳基因管控甜瓜果子糖份,并受體生長素數(shù)據(jù)信號重要因素ClGH3.6管控種籽生長發(fā)育的分子結構體制,為分析甜瓜果子糖酵解及種籽生長發(fā)育的管控互聯(lián)網(wǎng)確立分子結構基本。
甜瓜(Citrullus lanatus)是世界十大新鮮水果之一。甜瓜果子糖份是考量甜瓜果子質量的關鍵指標值。甜瓜果子中的熱量主要是綿白糖,葡萄糖水和葡萄糖,而綿白糖成分決策了甜瓜果子糖份的多少。早期科學研究結果顯示,invertase轉化酶能夠推動綿白糖的迅速溶解,是綿白糖新陳代謝中的關鍵作用遺傳基因,但其被管控的分子結構體制并不十分清晰。
NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)轉錄因子在果子完善和質量中起主要功效。甜瓜基因編號80個NAC遺傳基因,在其中21個NAC遺傳基因在果實和維管組織中高量表述。在這個遺傳基因中,ClNAC68在果皮中的表述明顯高過外果皮。殊不知,ClNAC68在果子完善和質量領域的本質管控體制尚不清楚。在此項科學研究中,學者發(fā)覺ClNAC68是一個基因表達抑止子。CRISPR-Cas9系統(tǒng)軟件敲減ClNAC68可減少突變體果實中的可溶固體物質成分和綿白糖累積(圖1)。轉錄組分析發(fā)覺,在突變體果實中,一共有501個差異基因,關鍵聚類算法在糖酵解有關方式。在其中,僅有綿白糖新陳代謝方式上的重要遺傳基因轉化酶遺傳基因ClINV在突變體果實中上漲。EMSA和雙熒光素酶分析表明,ClNAC68立即與ClINV的啟動子融合,并抑止其表述(圖2)。該科學研究初次表明了ClNAC68根據(jù)抑止invertase酶促反應,從而提升 果實中糖的累積,進一步豐富多彩了NAC轉錄因子管控西瓜西瓜果子糖酵解的分子結構體制。
醫(yī)院蔬菜水果研究室王晉芳博士研究生和王艷萍博士研究生為該畢業(yè)論文的一同第一作者,郭紹貴研究者及張海英研究者為該畢業(yè)論文通訊作者。該科學研究取得了院科技成果轉化核心,我國自然科學基金等新項目的支助。