近日,北京农业和林业研究院蔬菜水果研究室在园艺花卉行业Top刊物Horticulture Research(Q1, IF=6.793)线上发布了名为The NAC tranion factor ClNAC68 positively regulates sugar content forbid seed development in watermelon forbid repressing ClINV forbid ClGH3.6的科学研究毕业论文。该科学研究揭露了NAC转录因子ClNAC68受体植物细胞转化酶遗传基因管控甜瓜果子糖份,并受体生长素数据信号重要因素ClGH3.6管控种籽生长发育的分子结构体制,为分析甜瓜果子糖酵解及种籽生长发育的管控互联网确立分子结构基本。
甜瓜(Citrullus lanatus)是世界十大新鲜水果之一。甜瓜果子糖份是考量甜瓜果子质量的关键指标值。甜瓜果子中的热量主要是绵白糖,葡萄糖水和葡萄糖,而绵白糖成分决策了甜瓜果子糖份的多少。早期科学研究结果显示,invertase转化酶能够推动绵白糖的迅速溶解,是绵白糖新陈代谢中的关键作用遗传基因,但其被管控的分子结构体制并不十分清晰。
NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子在果子完善和质量中起主要功效。甜瓜基因编号80个NAC遗传基因,在其中21个NAC遗传基因在果实和维管组织中高量表述。在这个遗传基因中,ClNAC68在果皮中的表述明显高过外果皮。殊不知,ClNAC68在果子完善和质量领域的本质管控体制尚不清楚。在此项科学研究中,学者发觉ClNAC68是一个基因表达抑止子。CRISPR-Cas9系统软件敲减ClNAC68可减少突变体果实中的可溶固体物质成分和绵白糖累积(图1)。转录组分析发觉,在突变体果实中,一共有501个差异基因,关键聚类算法在糖酵解有关方式。在其中,仅有绵白糖新陈代谢方式上的重要遗传基因转化酶遗传基因ClINV在突变体果实中上涨。EMSA和双荧光素酶分析表明,ClNAC68立即与ClINV的启动子融合,并抑止其表述(图2)。该科学研究初次表明了ClNAC68根据抑止invertase酶促反应,从而提升 果实中糖的累积,进一步丰富多彩了NAC转录因子管控西瓜西瓜果子糖酵解的分子结构体制。
医院蔬菜水果研究室王晋芳博士研究生和王艳萍博士研究生为该毕业论文的一同第一作者,郭绍贵研究者及张海英研究者为该毕业论文通讯作者。该科学研究取得了院科技成果转化核心,我国自然科学基金等新项目的支助。