茉莉酸促进‘纽荷尔’脐橙果皮着色的分子机制
批准号:
32102356
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
岳鹏涛
依托单位:
学科分类:
果树生长发育
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
岳鹏涛
中文摘要
柑橘色泽调控对提高果实品质及商品价值有重要意义。β-柠乌素是影响‘纽荷尔’脐橙等柑橘果实色泽的重要类胡萝卜素,申请人前期发现茉莉酸能促进柑橘果皮着色,但其调控机制尚未明确。茉莉酸处理‘纽荷尔’脐橙上调β-柠乌素合成关键基因CsCCD4b及其关键转录因子CsMYC2表达,且CsMYC2能结合CsCCD4b启动子。基于此,本项目拟以‘纽荷尔’为材料,检测茉莉酸处理后柑橘果皮β-柠乌素含量变化;利用ChIP-PCR、LUC报告基因等实验明确CsMYC2对CsCCD4b等β-柠乌素合成基因启动子的结合与调控模式;在柑橘果皮及愈伤组织沉默及过表达CsMYC2,检测β-柠乌素含量及其合成基因表达变化,明确其在β-柠乌素合成中的功能,最终明确茉莉酸通过CsMYC2促进柑橘果皮β-柠乌素合成的分子机制。本项目实施对深入解析茉莉酸促进果实着色的机理以及人工调控柑橘果实着色具有重要的理论意义和实践应用价值。
英文摘要
Regulation of fruit peel color is important to improve fruit quality and value for citrus. The carotenoid β-citraurin greatly contributes to fruit coloration in ‘Newhall’ citrus. The applicant found jasmonate (MeJA) treatment to ‘Newhall’ citrus significantly promoted fruit peel coloration. However, the underlying mechanism of which jasmonate regulates β-citraurin biosynthesis is still unclear. The gene expression analysis showed that rate-limiting gene of β-citraurin synthesis CsCCD4b and key transcription factor CsMYC2 of jasmonate signaling were obviously induced by MeJA treatment. And CsMYC2 could bind the promoter of CsCCD4b. In this project, the ‘Newhall’ citrus will be used as material, β-citraurin content will be detected in control and MeJA treated fruit; The binding and regulation of CsMYC2 to promoters of CsCCD4b and other β-citraurin biosynthetic genes will be confirmed using chromatin immunoprecipitation assay, LUC reporter system et al. In addition, to reveal the role of CdMYC2 in β-citraurin biosynthesis, it will be over- and down-regulated in citrus fruit peel and calli, then the changes of β-citraurin biosynthetic genes and β-citraurin content will be detected. Collectively, these results will reveal the regulatory mechanism in CsMYC2 mediated citrus fruit coloration by jasmonate. This project will extend the knowledge of jasmonate promoted fruit coloration, and contribute to artificially regulate citrus fruit color.
柑橘色泽调控对提高果实品质及商品价值有重要意义,红皮柑橘中β-柠乌素是决定果实色泽的核心色素。团队前期研究发现CsCCD4b是调控β-柠乌素合成的节点基因,但其在果实中的转录调控机制尚不明确。本研究以红皮柑橘‘纽荷尔’脐橙为试材,利用茉莉酸处理‘纽荷尔’脐橙果实发现,茉莉酸显著促进β-柠乌素积累及果实着色。基因表达分析发现茉莉酸信号途径核心转录因子CsMYC2以及β-柠乌素合成基因CsCCD4b、CsPSY、CsLCYb和CsBCH表达均受到茉莉酸处理的诱导。EMSA、ChIP-PCR、果实瞬时注射等生化实验表明,CsMYC2直接结合β-柠乌素合成基因的启动子以增强它们的转录,沉默CsMYC2显著抑制果实着色,表明CsMYC2是促进柑橘果实着色的重要转录因子。CsMYC2还与磷酸激酶CsMPK6蛋白水平互作,该互作通过蛋白磷酸化修饰作用减少CsMYC2蛋白的积累,同时EMSA、DNA pull down、果实瞬时注射等实验表明CsMPK6与CsMYC2的互作还会降低其蛋白活性,因此该相互作用通过影响CsMYC2蛋白的稳定性和活性从而减弱其对β-柠乌素合成基因的激活作用。以上结果表明CsMYC2-CsMPK6互作模块在茉莉酸介导的柑橘果实着色中扮演了重要作用。.综上,本研究明确了茉莉酸通过激活CsMYC2-CsMPK6互作模块诱导柑橘果实着色的分子机理,并阐明了该负反馈调节模块在平衡果实对茉莉酸响应中的重要作用。研究结果充实了柑橘果实色泽形成调控的相关理论,并为人工调控柑橘果实色泽提供技术支持。项目组织管理规范,经费支出合理;发表SCI论文1篇(5年IF=11.2);授权发明专利2个;培养研究生2名;完成了项目各项任务指标。
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