近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院果樹逆境生物學(xué)團(tuán)隊(duì)在 The Plant Journal 上發(fā)表了題為“Transcriptional repression of MdMa1 by MdMYB21 in Ma Locus decreases malic acid content in apple fruit”的研究論文，該研究揭示了蘋果中蘋果酸積累的調(diào)控機(jī)制，并開發(fā)分子標(biāo)記為果實(shí)品質(zhì)遺傳與改良提供新見解與理論基礎(chǔ)。

 

　　有機(jī)酸作為果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)重要的影響因子之一，與可溶性糖含量的配比關(guān)系協(xié)同決定成熟果實(shí)的風(fēng)味與口感。而果實(shí)酸度是由多基因控制的數(shù)量性狀，遺傳機(jī)制比較復(fù)雜。位于16號(hào)染色體的Ma位點(diǎn)被認(rèn)為是決定蘋果果實(shí)酸度的主要QTL位點(diǎn)，因此篩選Ma區(qū)間內(nèi)酸度性狀候選基因并進(jìn)行功能驗(yàn)證對(duì)于改善果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。本研究利用區(qū)間關(guān)聯(lián)分析方法，在Ma位點(diǎn)內(nèi)鑒定到兩個(gè)酸度性狀候選基因。除MdMa1外，還存在一個(gè)R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子，將其命名為MdMYB21，該基因能夠解釋蘋果酸含量表型變異的~7.48%。在蘋果愈傷組織、‘蜜脆’果實(shí)及番茄中對(duì)MdMYB21的酸度功能進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明MdMYB21能夠負(fù)調(diào)控蘋果酸的積累。通過Y1H、LUC、GUS、CHIP-qPCR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MdMYB21可直接與MdMa1的啟動(dòng)子結(jié)合，進(jìn)而抑制蘋果中蘋果酸的積累。此外，對(duì)MdMYB21啟動(dòng)子序列分析發(fā)現(xiàn)在ATG上游17 bp處存在一個(gè)SSR位點(diǎn)（CT）n。該SSR位點(diǎn)在‘秦冠’和‘蜜脆’中存在2-bp序列變異，不同基因型的啟動(dòng)子活性不同，影響MdMYB21及MdMa1的轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而導(dǎo)致在‘秦冠’ⅹ‘蜜脆’雜交F1代中蘋果酸含量存在顯著差異。

 

　　該研究成功將QTL作圖與關(guān)聯(lián)分析應(yīng)用在蘋果果實(shí)酸度關(guān)鍵基因的篩選中，為果樹復(fù)雜數(shù)量性狀候選基因的挖掘提供了新的研究方法和思路，同時(shí)在Ma區(qū)間內(nèi)挖掘出新的酸度調(diào)控基因，豐富了蘋果果實(shí)酸度調(diào)控的理論研究。

 

　　園藝學(xué)院在讀碩士研究生彭云靜為論文第一作者，馬百全副教授與李明軍教授為論文通訊作者，馬鋒旺教授參與了該研究工作。感謝園藝學(xué)院園藝科學(xué)研究中心張靜老師、趙靜老師和曹文靜老師對(duì)本研究的技術(shù)支持，感謝中國(guó)科學(xué)院武漢植物園韓月彭研究員在關(guān)聯(lián)分析中的幫助和支持。該論文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省科技重大專項(xiàng)、高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目支持。

 

　　論文鏈接： https://doi.org/10.1111/tpj.16314