作者:康春颖等 来源:《植物生物技术杂志》 发布时间:2019/12/26 13:56:02
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人为调控草莓颜色

不同基因型森林草莓成熟果实的照片。康春颖供图

颜色决定着草莓是否具有诱人的“外貌”。现有草莓品种大部分为红果,少数为白果。近日,华中农业大学教授康春颖课题组在《植物生物技术杂志》上在线发表论文,揭示了RAP基因在草莓果实着色中的应用前景。

康春颖介绍,花青素是草莓果实的主要呈色色素。该课题组前期通过EMS诱变二倍体森林草莓白果品种,获得了一个rap突变体。进一步研究表明,草莓中的RAP基因编码一个谷胱甘肽S-转移酶(GST),负责将花青素从细胞质中转运到液泡中储存,是导致果实和叶柄着色的关键转运蛋白。

研究者将RAP-ox稳定转化至rap突变体,果实能够由白转红,而且与野生红果草莓不同的是,果肉也能变红。仔细观察发现,RAP-ox果实在花期和果实早期即能积累大量花青素,原花青素含量也显著升高,这与野生型红果草莓在转色期才着色截然不同。

论文第一作者高绮介绍,进一步分析发现,花青素途径基因在RAP-ox中并未上调表达,因此这种转变可能发生在蛋白水平或代谢水平;另外,成熟果实的花青素化合物组成也不同于野生型。该研究首次揭示了加强花青素运输能力能够激活和促进花青素积累。

此外,研究者采用CRISPR/Cas9技术在栽培草莓“宁玉”中敲除RAP基因,在T0代即获得了多个成功敲除RAP的株系,其果实颜色由红转白,花青素含量急剧减少;在T1代,该表型可以稳定遗传。这些结果不仅说明RAP基因可用于白果草莓育种,而且表明基因编辑技术能够用于栽培草莓遗传改良。(来源:中国科学报 李晨)

相关论文信息:https://doi.org/10.1111/pbi.13317

 
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