转录组与代谢组联合解析毛花猕猴桃果实早熟性状形成新机制
2021年11月19日，植物科学领域SCI期刊Frontiers in Plant Science（中科院升级版JCR二区，IF2020: 5.7527，Top期刊）在线发表了题目为“Metabolome and Transcriptome Reveal Novel Formation Mechanism of Early Mature Trait in Kiwifruit (Actinidia eriantha)”的研究论文，江西农业大学林学院森林培育重点实验室廖光联博士为论文第一作者，二级教授徐小彪为论文通讯作者。
毛花猕猴桃（Actinidia eriantha）为我国特有的猕猴桃重要种类之一，连续多年的资源调查研究表明，野生毛花猕猴桃果实采收期普遍偏晚。采收期过于集中、鲜果供应期偏短将制约毛花猕猴桃种质资源的有效开发。毛花猕猴桃早熟种质‘赣绿2号’的发现，不仅可优化毛花猕猴桃品种的熟期结构，而且给毛花猕猴桃早熟性状形成的机制研究带来了良好契机。本研究以毛花猕猴桃早熟种质‘赣绿2号’及代表性（母本采集地相近，遗传相似系数小于0.08）晚熟种质‘赣绿1号’为材料，通过DUS测试及非靶式代谢组学技术全面鉴定毛花猕猴桃早熟性状形成相关的生理基础，同时结合RNA-Seq技术筛选早熟性状形成相关的差异表达基因，探明早熟性状形成相关代谢物与基因间的调控关系，最后在鉴定出关键的候选基因基础上，利用重测序技术开发可以用于早期毛花猕猴桃早熟性状鉴定的SNP位点。
研究结果表明，早熟种质不仅具有较高的淀粉转化率，还具有较高的蔗糖、葡萄糖和果糖含量，但其果实内源生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素(ZR)含量较低。通过非靶向代谢组，分别鉴定出19种和20种与果实成熟和早熟密切相关的代谢物。同时，加权相关网络分析(WGCNA)表明，这些代谢物分别受73个和99个基因调控，绝大部分基因为糖代谢相关基因。最后，通过重测序技术开发出8个可以用于早熟性状鉴定SNP位点。据此，研究推断糖代谢的差异是早熟性状形成的直接推动者，蔗糖、葡萄糖、果糖及肌醇在ABA激素调控、蜜二糖及淀粉转化、D-塔格糖分解及肌醇氧化等作用下，快速积累，使得果实可溶性固形物含量提前积累并达到生理成熟标准。此外，早熟性状的形成和香气物质前体物质的大量积累、氧化还原物质代谢、有机酸代谢以及部分氨基酸代谢密切相关，共同调控早熟性状的形成。
全文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.760496（Liao, G., Liu Q., Xu X. et al.2021. Metabolome and Transcriptome Reveal Novel Formation Mechanism of Early Mature Trait in Kiwifruit (Actinidia eriantha).Frontiers in Plant Science 12, 760496.）。
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