果實(shí)開裂是影響果實(shí)完整性并降低番茄以及其他肉質(zhì)果實(shí)商業(yè)價值的主要疾病。近日，中國研究人員在番茄中克隆了一個果實(shí)FNC基因，并在高等教育出版社出版的開放獲取期刊《農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程前沿》(FASE)上發(fā)表了這項(xiàng)研究。
作者王濤濤和張丹秋說，他們通過表型觀察、精細(xì)定位、轉(zhuǎn)基因植株構(gòu)建和基因表達(dá)檢測，克隆了水果網(wǎng)裂(FNC)基因，并在基因滲入系IL4-4中驗(yàn)證了其功能。在一項(xiàng)研究中，結(jié)果顯示了基因滲入系 IL4-4 中一種新的水果網(wǎng)裂表型，該表型既不存在于番茄的供體親本 (LA0716) 中，也不存在于受體親本 (M82) 中。為了揭示表型的調(diào)控機(jī)制，他們從IL4-4和M82的雜交中分離出F2后代，并確定了果實(shí)網(wǎng)裂表型的遺傳受單個顯性基因控制。進(jìn)一步基于圖譜的FNC克隆基因座被分配到 4 號染色體上一個 230 kb 的區(qū)域，該區(qū)域被注釋為包含 38 個 ORF。測序和注釋分析表明FNC是最有可能的候選基因。
FNCAC和FNCIL4-4等位基因的過表達(dá)均表現(xiàn)為裂果表型，IL4-4中FNC的轉(zhuǎn)錄水平顯著高于對照M82，提示轉(zhuǎn)錄水平而非氨基酸突變的FNC導(dǎo)致的果實(shí)的函數(shù)的增益網(wǎng)狀龜裂(圖2)。此外，他們測試了FNC在具有網(wǎng)裂和非網(wǎng)裂特征的辣椒和甜瓜果實(shí)中的表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)FNC在網(wǎng)裂物種中的表達(dá)更高，無論是胡椒還是甜瓜。
此外，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核定位的FNC增加了涉及木栓質(zhì)、木質(zhì)素、脂質(zhì)、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞壁代謝的基因的表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)為水果網(wǎng)裂提供了新的遺傳見解，并將促進(jìn)抗裂品種的分子改良。
通訊作者葉志標(biāo)認(rèn)為，基于以上分析，網(wǎng)狀裂果可能受兩個順反調(diào)控影響番茄裂果基因位點(diǎn)的協(xié)同調(diào)控。栽培番茄中存在活性的反式調(diào)節(jié)因子，但缺乏活性的相應(yīng)結(jié)合基序。然而，在S. pennellii 中存在活性順式元件但反式調(diào)節(jié)因子是無活性的。IL4-4 中同時存在活性反式調(diào)節(jié)元件和活性順式元件，反式元件與FNC啟動子的順式元件結(jié)合以激活其表達(dá)。這種網(wǎng)狀裂紋表型可能涉及其他機(jī)制，需要進(jìn)一步研究。
標(biāo)簽： 水果網(wǎng)狀裂紋表型
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