Plant Physiology [2024 IF6.9 ]浙江大學果實品質(zhì)團隊發(fā)現(xiàn)調(diào)控柑橘果實酸甜的關(guān)鍵因子
近日，浙江大學果實品質(zhì)團隊在 Plant Physiology 發(fā)表了題為“CitSAR-mediated coordination of sucrose and citrate metabolism in citrus fruits”的研究論文。該研究以 ’椪 柑 ’ 及其早熟芽變品種為研究對象，鑒定出一個能夠同時調(diào)控柑橘果實糖酸代謝的關(guān)鍵調(diào)控因子 CitSAR ，并系統(tǒng)解析了其分子作用機制。該項研究不僅為深入理解果實糖酸代謝的協(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新見解，更重要的是為通過分子育種手段定向改良水果風味品質(zhì)提供了理論依據(jù)和潛在的基因靶點。
柑橘作為全球重要的經(jīng)濟果樹，其果實品質(zhì)直接影響市場價值和消費者接受度。其中，蔗糖和檸檬酸作為果實風味品質(zhì)的核心成分，二者的動態(tài)平衡直接決定了柑橘的甜酸口感特征。在果實成熟過程中，蔗糖含量持續(xù)上升而檸檬酸逐漸降解， 這一相反的變化趨勢暗示著二者可能存在協(xié)同調(diào)控機制。雖然已有研究鑒定出多個參與糖酸代謝的關(guān)鍵基因，但關(guān)于糖酸協(xié)同調(diào)控的核心轉(zhuǎn)錄因子及其分子網(wǎng)絡(luò)仍缺乏系統(tǒng)認知。
圖 1 CitSAR功能驗證
該 研究以 ’椪 柑 ’ 及其早熟芽變品種（高糖低酸型）為研究對象。通過 轉(zhuǎn)錄組 測序結(jié)合 W GCNA 分析，成功鑒定出一個調(diào)控糖酸平衡的調(diào)控因子 CitSAR （ Sugar and Acid Regulator ）。在柑橘愈傷組織和番茄中過表達 CitSAR 均表現(xiàn)出促進蔗糖積累和抑制檸檬酸合成的雙重功能。進一步研究發(fā)現(xiàn) CitSAR 能夠特異性識別并結(jié)合 CitSPS4 和 CitGAD4 基因啟動子區(qū)的 GCC-box 順式作用元件，從而激活這些關(guān)鍵代謝酶基因的表達，實現(xiàn)對糖酸代謝的協(xié)同調(diào)控。 這一重要發(fā)現(xiàn)不僅揭示了果實糖酸協(xié)同調(diào)控的新機制，更為柑橘等水果的品質(zhì)改良提供了新的分子靶點和理論依據(jù)。
圖2CitSAR調(diào)控柑橘果實糖酸代謝模式圖
浙江大學劉圣超博士與博士研究生李寅春為本論文共同第一作者，李紹佳副研究員為本論文通訊作者，孫崇德教授指導(dǎo)研究工作，衢州農(nóng)業(yè) 林業(yè)科學研究院王登亮高級 農(nóng)藝師參與了工作。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目 、國家自然科學基金項目 、浙江省自然科學基金杭州市聯(lián)合項目 和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項基金 等項目的支持。
論文鏈接： https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf228
文章中GUS染色使用了RTU4032 GUS染色試劑盒。