华中农业大学邓秀新院士团队揭示柑橘红色果皮形成的分子机制

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2019年5月15日，Molecular Plant在线发表了华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室邓秀新院士和潘志勇副教授为通讯作者，已毕业博士生郑雄杰为第一作者，标题为“Natural variation in CCD4 promoter underpins species-specific evolution of red coloration in citrus peel”的研究论文。

柑橘是我国南方第一大水果，其果皮因类胡萝卜素组成和含量的差异呈现出不同的颜色，其中红色果皮尤其吸引消费者关注，但红色果皮形成的机制尚不清楚。作者首先利用枳（黄色果皮）×红橘（红色果皮）的遗传群体锁定到类胡萝卜素裂解酶编码基因CCD4b的5’顺式调节区是红色果皮性状形成的主效遗传位点；然后基于愈伤组织的功能验证表明CCD4b具有合成两类C30脱辅基类胡萝卜素（β-citraurin和β-citraurinene）的能力；进一步启动子活性和转录表达分析表明红色果皮柑橘品种CCD4b基因5’顺式调节区域插入的MITE转座子携带增强元件，从而增强了CCD4b的表达进而促进红色物质C30脱辅基类胡萝卜素的合成；最后系统进化树分析也暗示柑橘CCD4b启动子区域的变异是宽皮柑橘及其杂交种在长期进化过程中形成红色果皮性状的重要原因。

该研究揭示了柑橘进化过程中类胡萝卜素/脱辅基类胡萝卜素合成的分子调控机制，阐明了柑橘红色果皮形成的原因，将推动柑橘及其他作物色泽遗传改良的育种实践。

该研究受到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家柑橘现代产业技术体系、111引智计划等项目的资助。

Phenotypic distribution of citrus peel color and association between carotenoids/apocarotenoids and red peels in the HJ × ZK F1 population.

来源：植物研究进展

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