JIPB | 华中农业大学罗正荣教授团队发现甜涩柿品种形成的分子机制

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

柿（Diospyros kaki Thunb.）原产中国，是柿属植物中作为果树栽培的代表种，至少有2000年以上的栽培历史。柿果肉中含有一类特化的单宁细胞，其液泡内含有的大量原花青素（proanthocyanindins, PAs；俗称“柿单宁”）是导致其产生涩感的主要原因。已经明确，原花青素前体在细胞质中合成，在液泡中累积，该类前体在跨膜转运中是否具有偏好性以及其偏好性与不同脱涩类型品种间的关系，尚未有明确报道。

JIPB近日在线发表了华中农业大学罗正荣教授团队题为“Preferential transport activity of DkDTX5/MATE5 affects the formation of different astringency in persimmon”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13550）。该研究筛选出一个跨膜转运蛋白，DkDTX5/MATE5，并通过一系列实验证明其参与了不同脱涩类型柿品种果实发育中后期的原花青素前体的偏好性跨膜转运，且DkDTX5/MATE5等位基因变异是原花青素积累差异的分子基础。

图. 完全甜柿和非完全甜柿原花青素转运机制模型

（NA-type完全甜柿；A-type非完全甜柿）

该研究首先从华中农业大学柿研究团队前期获得的数据库中筛选出一个跨膜转运蛋白，DkDTX5/MATE5，并发现其在完全甜柿果实中的表达模式与原花青素积累模式一致，且在完全甜柿果实中的表达量高于非完全甜柿。超表达或干涉表达DkDTX5/MATE5后分别显著增加和降低了柿活体叶片和离体果实圆片的原花青素含量。有趣的是，非洲爪蟾卵母细胞的转运实验表明，DkDTX5/MATE5偏好性转运儿茶素（C）、表儿茶素（EC）和表儿茶素没食子酸（ECG）等完全甜柿中含量相对较多的原花青素前体。此外，该研究还发现非完全甜柿中的DkDTX5/MATE5主要表达基因缺失Ser-84；定点突变实验表明，DkDTX5/MATE5通过Ser-84与原花青素前体结合，而该残基的缺失是其跨膜转运功能丧失的分子基础。

根据果实成熟时在树上自然脱涩与否及其性状遗传特点，现有柿品种可分为完全甜柿和非完全甜柿。完全甜柿是非完全甜柿的一种自然突变，由于其果实成熟时采收后无需任何处理即可脆食，是目前柿产业发展和遗传改良的主要目标。但完全甜柿和非完全甜柿形成的原因尚不清楚。本研究首次证明了DkDTX5/MATE5介导的原花青素前体的偏好性跨膜转运是不同甜涩类型柿品种原花青素成分差异的原因，该研究成果可望为完全甜柿遗传改良提供全新科学依据。

华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与应用全国重点实验室博士毕业生刘颖为该论文的第一作者，华中农业大学柿研究团队的徐莉清高级工程师和罗正荣教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（编号2019YFD1000600）的资助。

本文转载自JIPB

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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