山东省果树研究所薛晓敏/齐鲁工业大学赵先炎等基于转录组学/代谢组学分析阐明黑暗条件下苹果果皮变色的机制

苹果，尤其是红苹果品种，的颜色是其品质和商业价值的重要指标，其果皮颜色是由花青素含量决定的，因此，苹果果皮中花青素的合成调控一直是研究重点。过去研究表明，光是影响花青素生物合成的关键因子，在拟南芥和许多其他植物中，花青素只能在光照下合成，而在弱光或黑暗条件下不会积累。然而，套袋苹果果皮在光诱导后可以黑暗处理着色，但是相关调节机制尚未被报道。

近日，山东省果树研究所薛晓敏副研究员与齐鲁工业大学生物工程学院赵先炎博士等合作在Frontier in Plant Science发表了一篇题为Clarifying the mechanisms of the light-induced color formation of apple peel under dark conditions through metabolomics and transcriptomic analyses的研究论文，该研究结合代谢组学与转录组学分析，解析了光诱导后苹果果皮在黑暗条件下变色的发生机制。

 Light-induced color formation of bagged apples under dark conditions

该研究表明，在经过光诱导处理后再进行黑暗处理的苹果果皮着色显著，并且随着每个暗处理阶段内光诱导时间的延长，红色增加增加水平升高。代谢组学分析在5组样品共检测出620种代谢物，包括花青素、原花青素、氨基酸及衍生物、糖、核苷酸及衍生物、黄酮类、黄酮类、脂类等23大类。其中，差异比较分析结果显示黄酮类生物合成途径中的DAMs是在黑暗条件下参与光致苹果皮颜色形成的关键代谢物，而进一步的分析则表明cyanidin-3-O-galactoside 和 cyanidin-3-O-glucoside 的表达是黑暗条件下光诱导苹果皮着色相关的关键代谢物。此外，转录组学分析同样支持上代谢组学分析结果，即花青素合成是黑暗条件下光诱导颜色形成的关键，并筛选出13个光诱导后与着色相关的关键基因。该研究还发现MdUFGTs、MdMYBs 和MdNACs的高表达水平可能在黑暗条件下光诱导的花青素积累中起关键作用。该研究结果为黑暗条件下花青素合成的机制解析提供了新的见解。

原文链接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.946115/full

转自：植物科学SCI

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