Plant Physiology | 北京市农林科学院许勇/任毅研究员团队综述果实糖分积累分子机制的研究

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

糖分是果实为产品的园艺作物最重要的品质性状，也是这些新品种培育与栽培管理中需要不断改良的核心性状。近年来，随着园艺作物基因组的大量发布，加快了园艺作物重要功能基因的挖掘和解析速度；加之基因编辑的广泛应用，可定点编辑品质基因以定向提高园艺作物的品质。这为提升园艺作物的品质提供了新机遇。

近日，北京市农林科学院许勇/任毅研究员团队受邀在国际知名期刊Plant Physiology上发表了题为An update on sugar allocation and accumulation in fruits研究综述。文章从光合产物源库分配过程中的卸载前、卸载和卸载后三个关键环节，全面总结了果实糖分转运、代谢途径关键基因对碳水化合物积累与分配的作用机制；从转录调控和翻译后调控等方面综述了这些“甜蜜”基因的分子调控机制。

该综述系统总结了果实类园艺作物中参与光合产物源库分配与果实糖分积累的关键基因。在葫芦科等棉籽糖系列寡糖（RFOs）运输型作物中（如西瓜、黄瓜），RFOs的水解关键酶是促进蔗糖将向韧皮部外卸载前的关键一步；在蔷薇科果实（苹果、梨和桃等水果）中，推测存在韧皮部伴胞细胞表达的山梨醇和甘露醇转运蛋白用于卸载韧皮部山梨醇和甘露醇（图1）。

光合产物由源到果实运输、卸载并在果实积累存储是个复杂的系统工程，需众多的糖转运和糖代谢基因的共同协作。该综述全面系统的阐述了1）细胞壁蔗糖的水解基因CWIN；2）果实细胞膜蔗糖/己糖/甘露醇的转运蛋白；3）液泡膜蔗糖/己糖逆浓度梯度向液泡转运积累的关键基因TST/TMT；4）液泡己糖向胞质运输的基因ERDL6等关键糖转运和糖代谢基因在果实糖分积累过程中的作用机制。并从转录调控、翻译后调控的视角进一步阐明了糖信号、激素以及转录因子如何调控糖转运蛋白和糖代谢基因的分子机制（图2）。

论文对果实糖分积累研究未来热点和方向进行了展望，指出T6P糖信号、蛋白修饰、多基因协作调控、单细胞测序和基因编辑等先进技术和研究领域将会给果实碳水化合物分配积累研究带来新突破。

该论文第一作者为北京市农林科学院任毅研究员和廖生进助理研究员，通讯作者为许勇研究员。论文撰写过程中美国伊利诺伊香槟分校陈利清教授给予了宝贵意见和修订。本项目由国家自然基金委、北京市创新团队和北京市农林科学院等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad294

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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