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我院李明军教授课题组系统综述果实中有机酸含量的遗传调控
作者： 来源： 发布日期：2024-11-07
酸度是果实风味品质的重要组成，也是果树育种的关注点之一。苹果酸和柠檬酸是果实中两种最主要的有机酸，决定着果实酸度。据报道，果实有机酸含量在苹果、梨、柑橘、中国樱桃和番茄等众多水果作物的驯化改良过程中受到选择。正向遗传学揭示了造成果实有机酸含量变化的自然遗传变异，相关变异位点及基因可助力于果实品质改良。
2024年10月， Horticulture Research 发表了西北农林科技大学果实抗逆与品质调控团队李明军教授课题组完成题为 The art of tartness: the genetics of organic acid content in fresh fruits 的长文综述。
该综述从正向遗传学（QTL定位、GWAS、群体进化分析等）视角综述了果实有机酸含量的研究进展，总结了苹果、柑橘、番茄等果实中的有机酸含量遗传位点及关键基因，并对有机酸遗传研究和果实品质改良作出展望。编码液泡膜苹果酸转运蛋白的 MdALMT9 和 SlALMT9 分别是苹果和番茄中苹果酸含量的主控基因，转录因子编码基因 AN1 和 PH4 的自然突变与柑橘类果实中柠檬酸含量密切相关。有机酸遗传位点及关键基因的鉴定为水果作物分子育种和品质改良提供了重要依据。利用基于CRISPR/ Cas的基因编辑技术（敲除、敲入、碱基编辑等），无需将外源DNA片段整合到植物基因组中，即可模拟和重建与有机酸含量相关的自然突变，生产出具有理想果实酸度的transgene-free品种，从而实现水果作物的精准改良。此外，随着SNP芯片等高性价比、高通量基因分型平台的应用，已鉴定的遗传位点在进一步检验普遍有效性和遗传贡献度之后可以服务于分子标记辅助育种，推动水果作物分子设计育种的发展。另外，未来液泡膜柠檬酸转运体的发现有望推动柠檬酸积累的研究进展，进一步探索有机酸和糖类之间的相互调控关系将为果实风味品质形成提供新的见解。
西北农林科技大学园艺学院在读博士生苗诗雪为论文第一作者，李明军教授为论文通讯作者。本研究得到了陕西省科技创新团队项目（2022TD-12）和中国科协青年人才托举计划（2023QNRC001）的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae225