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Plant Cell | 基因组所与蔬菜所联合揭示黄瓜果实发育的乙烯调控机制

来源: 发布者: 时间:2019年04月01日

  3月26日,基因组所和蔬菜花卉所合作研究揭示了黄瓜果实发育的乙烯调控机制,研究成果《Genetic Regulation of Ethylene Dosage for Cucumber Fruit Elongation》发表在《Plant Cell(植物细胞)》上。文章揭示了乙烯剂量依赖的黄瓜果实生长的遗传和分子机制,为通过外源处理或基因编辑技术生产不同长度的黄瓜提供了潜在方法,有望为黄瓜果实大小的改良育种提供科学基础。

  

  

  在这项研究中,研究人员以两个黄瓜短瓜材料(SF1突变体和ACS2突变体)为对象,研究了乙烯剂量精细调控黄瓜果实生长的分子机制。研究中,SF1突变体表现为果实细胞分裂减弱并且产生过量乙烯;ACS2突变体表现为果实细胞分裂减弱但是产生少量的乙烯。SF1(Short Fruit 1)编码一个E3泛素连接酶,SF1泛素化修饰并降解自身及其底物ACS2(乙烯合成途径中的限速酶,1-Aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 2);SF1突变后,导致ACS2积累,从而促进乙烯过量合成。

  研究还揭示了乙烯对黄瓜果实长度调控的剂量依赖性,过高或过低的乙烯剂量都会对黄瓜果实细胞分裂产生严重的抑制,而合适剂量的乙烯会促进细胞分裂,调控黄瓜果实生长。因此,SF1通过泛素化降解其自身和ACS2实现对黄瓜果实中乙烯剂量的精细控制,从而调控黄瓜果实生长。

  

  黄瓜果实生长表现出乙烯剂量依赖性

  

  该研究成果为通过外源处理或基因编辑技术生产不同长度的黄瓜提供了潜在的方法。由于不同的消费者群体对黄瓜果实大小的偏好不同,这项研究将有望为黄瓜果实大小的改良育种提供科学基础。

  论文的共同第一作者为基因组所和蔬菜所共同培养的研究生辛同旭。

    

  原文链接:http://www.plantcell.org/content/early/2019/03/26/tpc.18.00957

  

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