菠蘿皮的紅色秘密科學家揭示其顏色背后的分子機制
一項關鍵研究發現,AcMYB266 是控制菠蘿皮紅色這一遺傳復雜性狀的關鍵轉錄因子。這一發現將徹底改變菠蘿育種,通過控制花青素水平來提高水果品質和外觀,從而釋放商業和營養潛力。
菠蘿皮的顏色,尤其是紅色,大大提高了其商業和審美價值。然而,驅動這一特性的遺傳機制尚不清楚,這給紅皮品種的育種工作帶來了困難。先前的研究已經確定了參與花青素合成的各種基因,但它們的確切調控作用仍不清楚。由于這些挑戰,深入研究影響菠蘿皮顏色的遺傳因素對于開發滿足市場需求的優質品種至關重要。
華南農業大學、中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所和廣東生態工程職業技術學院的研究人員于2024年4月25日在《園藝研究》上發表了他們的研究成果(DOI:0.1093/hr/uhae116)。該研究調查了轉錄因子AcMYB266通過促進花青素合成來調控菠蘿皮紅色形成的作用。這一發現為果皮色素沉著的遺傳機制提供了新的見解,對培育紅皮菠蘿品種具有重要意義。 研究小組確定AcMYB266是菠蘿皮中特異表達的關鍵轉錄因子,可調節花青素的積累。通過在菠蘿、擬南芥和煙草中的轉基因實驗,他們證明AcMYB266的過表達會導致花青素水平升高,從而產生紅色色素沉著。研究還發現,AcMYB266啟動子序列的差異導致了不同菠蘿品種的紅色著色模式不同。值得注意的是,AcMYB266是鳳梨屬植物中一個獨特基因簇的一部分,該基因簇包括其他MYB基因,這些基因可調節不同組織(如葉子和花瓣)中的花青素合成。該基因簇代表了基因復制后亞功能化的一個有趣案例,其中每個基因都進化為調節特定組織中的花青素積累。這些發現為培育優質紅皮菠蘿品種提供了寶貴的見解。
首席研究員之一陳成杰博士表示:“我們對 AcMYB266 的研究結果為菠蘿花青素積累的遺傳調控提供了寶貴的見解。這不僅增強了我們對水果著色的理解,還為旨在生產優質紅皮菠蘿品種的育種計劃開辟了新途徑。”
AcMYB266 的鑒定及其在花青素積累中的作用對菠蘿育種具有重要意義。通過操縱該基因,可以開發出具有更高美學和營養價值的新型菠蘿品種,既滿足市場需求又滿足消費者偏好。這項研究還可作為探索其他植物物種基因亞功能化的模型,可能帶來更廣泛的農業進步。
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