JIPB |北京市农林科学院许勇团队揭示ABA信号转导基因ClSnRK2.3负调控西瓜果实品质形成的新机制

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西瓜（Citrullus lanatus）是典型的非呼吸跃变果实，经过三个进化阶段，由不能正常成熟的祖先种进化为瓤色鲜艳、口感酥脆、含糖量高的栽培西瓜(Guo et al., 2019)。本课题前期研究结果表明，ABA主导了西瓜果实成熟进程及果实品质进化，并发现ABA信号转导基因ClSnRK2.3在最后一个进化阶段，即品质提高阶段受到选择(Wang et al., 2017)。然而，ClSnRK2.3调控西瓜果实成熟与品质进化的机制仍不明确。

JIPB近日在线发表了北京市农林科学院蔬菜研究所许勇团队题为“ClSnRK2.3 negatively regulates watermelon fruit ripening and sugar accumulation”的研究论文（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jipb.13535），揭示ClSnRK2.3负调控西瓜果实成熟及果实含糖量的分子机制。

研究人员通过单倍型分析发现，ClSnRK2.3启动子区域存在变异位点，显著降低了栽培类型ClSnRK2.3的启动子活性及基因表达量。过表达ClSnRK2.3后，发现转基因株系果实成熟显著推迟，果实含糖量及ABA含量均显著降低（图1）。磷酸蛋白组及体外磷酸化实验进一步明确ClSnRK2.3介导‘ClPFP1-sucrose’，‘ClGA20ox-GA4’，‘ClHAT1-ClNCED3-ABA’模块调控西瓜果实成熟与品质形成（图2）。SnRK2作为ABA信号转导途径中正向调节因子，意味着负调控果实成熟的ClSnRK2.3不是传递ABA信号的关键因子，可能存在其他SnRK2家族成员参与信号转导调控果实成熟。该研究首次阐明ABA信号传导节点基因ClSnRK2.3负调控非呼吸跃变果实成熟的新机制，为全面揭示非呼吸跃变型果实的分子机制提供了一个新路径。

许勇研究员团队率先绘制了西瓜全基因组与变异组图谱(Guo et al., Nat. Genet.,2013, 2019)，揭示了西瓜进化与重要性状的分子机制(Ren et al., New Phytol., 2020; Zhang et al., Plant Physiol., 2020; Ren et al., the Plant Cell, 2021)，系统建立了西瓜分子育种理论与技术体系；构建了全球最大西瓜资源核酸指纹库，高效创制出一批优异西瓜育种材料。助理研究员王晋芳博士与副研究员王艳萍博士为该论文的第一作者，许勇研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、北京农林科学院青年基金等项目的资助。

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转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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