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成都鲜宝果蔬有限公司汤浩茹/罗娅团队基于转录组/代谢组联合分析揭开高类黄酮含量草莓突变体中类黄酮生物合成的潜在调控机制

作者:AraShare 时间:2022-07-04 点击数:

近日,成都鲜宝果蔬有限公司园艺学院汤浩茹教授/罗娅教授等在Frontiers in Plant Science在线发表了一篇题为Joint Transcriptomic and Metabolomic Analysis Reveals Differential Flavonoid Biosynthesis in a High-Flavonoid Strawberry Mutant的研究论文,该研究通过对草莓中高类黄酮含量突变体进行联合转录组学与代谢组学分析,揭示了草莓中类黄酮差异合成的潜在调控机制。

前期,研究人员已经从中国种植面积最大的草莓品种'Benihoppe'中发现了一个新的自然突变体(MT),该突变体果实呈深红色,并且总酚、总黄酮、总花青素和原花青素的含量均显著升高。

在本研究中,为进一步解开该突变体出现这种代谢差异的原因,研究人员对'Benihoppe'的MT和WT草莓进行了联合非靶向代谢组和转录组学分析。代谢分析共检测出113种黄酮类化合物,并且首次在草莓中检测到一种特定的花青素,即矮牵牛基-3-O-芸香糖苷。该研究发现,与WT相比,MT果实中矮牵牛基-3-O-芸香糖苷含量显著降低,但是矢车菊素-3-O-芸香糖苷含量显著升高。然而,该研究发现,矢车菊素3-葡萄糖苷的含量并未发生显著变化,天竺葵素及其衍生物仅在部分红色(PR)阶段上调,而非大绿(LG)和全红(FR ) 阶段。有趣的是,该研究发现包括原花青素 B2、原花青素 A1、儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素和茶黄素等在内的原花青素含量在MT中显著上调。上述结果揭示了这两种基因型草莓中类黄酮生物合成的差异。进一步联合转录组分析,该研究发现花青素和原花青素的上调是由于F3 ' 5 ' H的下调以及F3'H和LAR表达的上调共同引起的,并且该过程可能受到C3H、MADS 和 AP2/ERF 等转录因子上调的潜在影响。该研究还通过代谢物相关性分析表明,与总酚含量密切相关的是原花青素而非花青素,这凸显了原花青素对这些草莓酚类物质含量的贡献。

The alteration of flavonoid compounds in MT comparing with WT fruits

综上所述,该研究表征了草莓果实发育和成熟过程中类黄酮途径的代谢变化,为草莓黄酮代谢调控网络提供了新的认识,并为进一步鉴定草莓中新的类黄酮调控因子奠定了基础。

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