不知道大家平時在買水果的時候是不是都更喜歡有光澤的水果呢？可是，市場上一些有光澤的水果并不是天然就有光澤的。打蠟和拋光是新鮮柑橘商品化的關鍵步驟。但是，該過程中使用的合成蠟，由于獨特的化學特性，會阻塞氣孔并影響果實品質(zhì)。因此，讓栽培的水果具有期望的顏色、高光澤度、優(yōu)良內(nèi)部品質(zhì)和強抗菌性能是相當重要的。作為植物與環(huán)境接觸的第一個外部屏障，柑橘類水果的表皮蠟質(zhì)已被報道在保水性、氣體交換和果實表面光澤度中發(fā)揮重要作用。結合表皮的外部保護，膜脂質(zhì)直接保護植物細胞和細胞器，質(zhì)體膜脂質(zhì)是植物膜脂質(zhì)系統(tǒng)的主要成分。

在柑橘中與脂類相關的大多數(shù)分子研究一般重點注重角質(zhì)層，沒有突出膜脂的重要性?；谙惹皥蟮赖摹癗ewhall”臍橙的光澤突變體，研究者對該光澤突變體（MT）和野生型“Newhall”臍橙（WT）的未成熟階段和成熟階段進行了脂質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組分析，以確定蠟和質(zhì)體脂質(zhì)之間的碳交換。并嘗試通過三個上調(diào)的脂肪酶基因的功能鑒定來闡明MT中JA水平升高的潛在原因。這項研究在增進對柑橘類水果品質(zhì)維持的理解，為柑橘脂庫天然存在的變異的分子機制提供了新見解。

雜志：Horticulture Research

影響因子：5.404

發(fā)表時間：April 2020

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41438-020-0262-z

摘要

表皮脂質(zhì)和膜脂質(zhì)在新鮮水果的品質(zhì)維持和抗病性中都起著重要作用。許多報道表明在表皮蠟突變體中有替代分支途徑的改變。但是，到目前為止，尚不清楚脂質(zhì)的具體變化。本文中，研究者對“Newhall”臍橙（WT）及其有光澤的突變體（MT）“Gannan No.1”進行了一個全面的時間分辨脂質(zhì)組和轉(zhuǎn)錄組分析。結果表明，MT中隨著果實成熟度的增加，蠟的形成受到嚴重抑制，并伴隨著36碳質(zhì)體脂質(zhì)的大量產(chǎn)生。轉(zhuǎn)錄組學分析進一步鑒定出一系列參與蠟和膜脂質(zhì)生物合成途徑的關鍵功能酶和轉(zhuǎn)錄因子。此外，茉莉酸（JA）在MT中的高積累可能是由于需要維持質(zhì)體脂質(zhì)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)，因為兩種明顯上調(diào)的脂肪酶（CsDAD1和CsDALL2）的表達水平與質(zhì)體脂質(zhì)呈正相關，而這兩種酶能將質(zhì)體脂質(zhì)水解從而增加JA含量。該研究結果將對植物脂質(zhì)自然變異的分子機制提供新見解，從而為提高柑橘類水果的質(zhì)量奠定基礎。

主要結果

研究者選擇了果實開始膨脹（90DAA）、開始成熟（150DDA）和完全成熟（210DDA）三個階段的樣本，對蠟含量在果實發(fā)育階段的變化進行了驗證。研究發(fā)現(xiàn)，在整個發(fā)育過程中，蠟中所有脂族化合物在MT中的含量均低于WT中的，且隨著果實成熟度的增加差異也越來越大。對150DAA和210DAA階段的果實果皮進行脂質(zhì)組分析，共鑒定和定量了219種甘油脂，層次聚類分析顯示MT中的磷脂代謝與WT中的代謝模式不同。根據(jù)所有脂質(zhì)類別的相對含量，在兩個階段均觀察到MT中的脂類積累高于WT中的脂類積累，尤其是在210 DAA。為了進一步研究MT和WT之間分子生物學調(diào)控的差異，研究者對在150 DAA和210 DAA收獲的水果的果皮進行了轉(zhuǎn)錄組分析。轉(zhuǎn)錄組學數(shù)據(jù)顯示W(wǎng)T和MT差異表達基因（DEG）的比例隨著果實成熟度的增加而增加，且這些DEG在24條KEGG途徑中顯著富集。JA的生物合成與質(zhì)體脂質(zhì)密切相關，為了確定參與質(zhì)體脂質(zhì)降解和JA形成的關鍵脂肪酶，研究者通過blast搜索共鑒定出37種推測的脂肪酶，系統(tǒng)發(fā)育分析表明，三個PLA1基因被分組在DAD1樣基因家族中，其中兩個基因CsDAD1和CsDALL2與質(zhì)體脂質(zhì)呈正相關。通過在煙草中瞬時過表達這3個基因，研究者發(fā)現(xiàn)在CsDAD1和CsDALL2的過表達系中JA水平分別增加了19倍和8倍，表明這兩個基因?qū)A的形成有很大的影響。

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