中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所王志強(qiáng)研究員領(lǐng)銜的核果類果樹栽培生理與技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊最新研究表明,限速酶基因——類黃素單加氧酶基因?qū)μ夜麑?shí)肉質(zhì)調(diào)控具有重要作用。該研究成果發(fā)表在最新一期的國際著名刊物《實(shí)驗(yàn)植物學(xué)雜志(Journal of Experimental Botany)》上。
桃,依據(jù)其果肉質(zhì)地差異劃分,可分為溶質(zhì)桃、不溶質(zhì)桃、硬質(zhì)桃三種類型。目前我國主栽桃品種多為溶質(zhì)桃,成熟后果肉迅速軟化,不僅大大縮短了果實(shí)的貯藏時間,而且極易受到病原微生物侵染,造成大量經(jīng)濟(jì)損失,是制約桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題。硬質(zhì)桃果實(shí)在完全轉(zhuǎn)色,并且積累高濃度糖等情況下,無論是留樹,還是采收,都不易變軟。因此,研究硬質(zhì)桃肉質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理,挖掘決定或調(diào)控肉質(zhì)性狀形成的關(guān)鍵基因,有助于創(chuàng)造耐貯運(yùn)桃新品種,對于提高果實(shí)綜合品質(zhì)、增強(qiáng)市場競爭力具有重要意義。
溶質(zhì)桃是典型的呼吸躍變型果實(shí),即在乙烯的作用下,果實(shí)迅速變軟。之前研究發(fā)現(xiàn),溶質(zhì)桃果實(shí)成熟期乙烯的躍變受生長素(IAA)調(diào)控,硬質(zhì)桃成熟期IAA合成受阻導(dǎo)致乙烯不能正常釋放,果實(shí)不變軟。王志強(qiáng)研究團(tuán)隊通過對比溶質(zhì)型桃和硬質(zhì)型桃成熟過程中生長素代謝調(diào)控基因的表達(dá)模式,并分析差異表達(dá)基因在硬質(zhì)桃中對外源植物激素生長素(NAA)處理的響應(yīng)模式,結(jié)合基因功能分析,篩選出一個生長素合成路徑的限速酶基因——類黃素單加氧酶基因(PpYUC11),該基因的表達(dá)水平與成熟階段溶質(zhì)型和硬質(zhì)型果實(shí)中IAA含量高度一致。通過對14個不同肉質(zhì)類型桃品種的研究發(fā)現(xiàn),成熟階段果肉中PpYUC11的表達(dá)與IAA含量以及果實(shí)乙烯釋放量存在協(xié)同性變化。對該基因及其啟動子區(qū)的多態(tài)性位點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn),其內(nèi)含子中的生物基因組重復(fù)序列(SSR)位點(diǎn)可以準(zhǔn)確區(qū)分品種的基因型是否屬于硬質(zhì)類型,表明PpYUC11是調(diào)控硬質(zhì)性狀的候選基因。這一研究拓展了人們對桃果實(shí)成熟軟化分子機(jī)理的認(rèn)識,同時開發(fā)的硬質(zhì)性狀的分子標(biāo)記在培育耐貯運(yùn)桃新品種方面具有重要的應(yīng)用價值。