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武汉植物园“调控水果果肉花青苷合成的基因PpRd及其应用”获国家发明专利授权

2017-07-21 | 来源:科研处 王豫兰| 【  

  714日,从国家知识产权局获悉中国科学院武汉植物园的发明专利“调控水果果肉花青苷合成的基因PpRd及其应用”(ZL 201510062155.2)获国家发明专利授权。发明人:韩月彭、周晖、王鲁、谷超。 

  桃是温带地区的重要经济果树之一,根据果肉颜色,桃品种可以分为三类:白色,黄色和红色。目前生产上使用的80%以上的桃品种为白肉水蜜桃,而黄桃和红肉桃在中国有悠久的栽培历史。 

  桃属于蔷薇科,其基因组由8个染色体构成,单倍体基因组约230兆碱基对大小。红肉桃的遗传分析已经有一些报道。根据相关报道说明红肉性状是复杂的,可能由多个基因控制。桃的红肉性状是由于高含量的花青苷积累造成的。花青苷在植物发育中发挥重要的作用,比如保护植物免受强光照的伤害,抵抗病害,吸引动物传播花粉或种子。花青苷对人体健康也是大有裨益的,因此被当做是果实品质的一个重要指标。花青苷的前体是花青素,是尚未进行糖基化、甲基化或乙酰化的物质。花青素根据B环的羟基位置和数目多少,主要可分为天竺葵素、矢车菊花素、飞燕草素。在桃肉中,主要的花青苷成分为矢车菊素-3-葡萄糖苷,另外还有微量的矢车菊素-3-芸香糖苷。植物中花青苷的生物合成通路已经研究的很清楚,近些年来的研究主要集中在其转录调控水平上。MYBbasic helix-loop-helixbHLH)和WD40三种转录因子形成MBW转录复合体结合到苯丙素、类黄酮以及花青苷合成代谢通路的结构基因的启动子上,激活相关基因的转录。除了MBW复合体,还有其他一些转录因子或调控蛋白被报道参与花青苷的合成。在桃中,花青素在外果皮、内果皮、叶片和花中的积累机制已经有了一些报道。最近有报道表明桃的表皮和近核处的着色与位于第三号染色体串联的三个MYB转录因子有关(Rahim MA. Regulation of anthocyanin biosynthesis in peach fruits. Planta2014 DOI 10.1007/s00425-014-2078-2)。但导致这些性状差异的关键基因仍然未知。MYB基因可能只是参与果肉花青苷合成调节的具体“执行者”,但并不是导致遗传多样性的根本原因。而杂交育种需要明晰关键变异的基因座,因此MYB类转录因子仍然无法应用于桃果肉颜色性状的遗传育种。 

  武汉植物园特色农业资源植物研究中心主任、果树分子育种学科组首席研究员韩月彭的研究团队鉴定出调控水果果肉花青苷合成的关键基因,PpRd基因可用于标记辅助选择,指导桃的杂交育种,能提前进行筛选,节约育种时间,提高育种效率,并为桃果肉优良性状的富集提供了理论和技术支持。 

 
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