中国农业大学园艺学院博士研究生以第一作者身份在一区Top期刊上发文揭示FvWRKY50在草莓营养生长和生殖生长中的重要作用

以下文章来源于园艺研究 ，作者陈亚婷

草莓（Fragaria × ananassa Duch）是高收益的特色小浆果，风味独特、营养丰富，深受消费者喜爱。同时，因其果实具有典型的非呼吸跃变特征，草莓也是果实成熟和品质调控机制研究的重要材料。

2023年6月，Horticulture Research在线发表了中国农业大学李冰冰/李倩研究团队题为FvWRKY50 is an important gene that regulates both vegetative growth and reproductive growth in strawberry 的研究论文，揭示了可同时调控草莓营养生长和生殖生长的重要基因FvWRKY50。

该研究通过基因编辑技术创制了FvWRKY50不同编辑类型的突变体，发现FvWRKY50突变影响了草莓株形、叶片衰老、花期及果实成熟等多个生物学事件，具体结果包括：（1）FvWRKY50纯合突变体植株高度和冠幅均极显著低于野生型，激素测定和转录组分析结果表明FvWRKY50纯合突变体植株生长异常表型可能是由于其生长素信号转导受阻所导致。（2）FvWRKY50突变体离体叶片衰老进程快于野生型。基因表达分析和EMSA试验结果表明FvWRKY50可通过直接调控衰老相关基因FvSAUR36的表达来负调控草莓叶片衰老。（3）FvWRKY50纯合和双等位突变体的开花时间显著早于野生型，且其双等位敲除突变体并未出现纯合株系的植株矮小等不良表型。基因表达分析及EMSA试验结果表明FvWRKY50可通过调控FvFT2、FvFT3等开花相关基因表达来负调控草莓开花。（4）FvWRKY50敲除使草莓果实着色延迟，表明FvWRKY50是调控草莓果实花色苷积累的重要转录因子。课题组前期研究发现FvMAPK3是响应低温信号、负调控草莓果实花色苷积累的重要激酶。在此基础上，该研究发现FvWRKY50与FvMAPK3存在互作关系，低温条件下FvMAPK3通过磷酸化FvWRKY50促进FvWRKY50蛋白降解，表明FvWRKY50作为FvMAPK3的下游底物在低温抑制草莓果实花青素积累过程中发挥重要作用（图1）。

图1 低温激活FvMAPK3促进FvWRKY50蛋白降解调控草莓果实花青素积累

综上，FvWRKY50是调控草莓营养生长和生殖生长的重要基因，且在草莓果实低温响应过程中发挥重要作用（图2）。该研究为靶向改良草莓植株生长、叶片衰老以及果实成熟提供了候选基因，也为系统揭示低温调控草莓果实成熟和品质形成的分子机制提供了的重要线索。

图2 FvWRKY50是调控草莓营养生长和生殖生长的重要基因

中国农业大学园艺学院博士研究生陈亚婷为本文的第一作者。中国农业大学李冰冰教授和李倩副教授为论文通讯作者。北京市农林科学院林业果树研究所钟传飞副研究员和江苏农林职业技术学院王媛花副教授也参与了相关工作。该研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金（32222074）、国家自然科学基金面上项目（32072551）、国家重点研发计划（2022YFD2100102-3）、111计划（B17043）、北京市特色作物创新团队（BAIC04-2022）及中国农业大学2115人才培育计划的资助支持。

作者团队介绍

中国农业大学园艺学院李冰冰/李倩研究团队主要以草莓等小浆果为研究对象，重点解析温度、光照等环境信号以及脱落酸、生长素等激素信号调控花期、产量及果实品质的信号转导机理，在此基础上团队还利用基因编辑等生物技术在草莓等小浆果上开展种质改良工作。迄今团队在The Plant Cell、New Phytologist等期刊发表研究论文20余篇，授权专利8项。团队负责人主持国家自然科学基金优秀青年基金、面上项目以及霍英东青年基金等科研项目，担任Frontiers in Genome Editing、Fruit Research、Journal of Integrative Agriculture以及Horticulture Advances等期刊编辑。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhad115

来源：园艺研究

转自：“植物研究进展”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！