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果樹所在化橘紅香氣成分生物合成研究方面取得新進展
近日，果樹所柑橘研究團隊在國際期刊Industrial Crops & Products（中科院農(nóng)林科學一區(qū)TOP，IF=5.9）發(fā)表了題為“Combined analysis of GC-MS, RNA-seq and ATAC-seq elucidates the essential oils variation and terpenes biosynthesis in Citrus grandis ‘Tomentosa’”的研究論文。該研究比較了化橘紅三個不同品系的果實外表皮香氣成分種類和含量，利用轉(zhuǎn)錄組（RNA-seq）和表觀組（ATAC-seq）深入挖掘調(diào)控柑橘香氣成分，主要是萜類物質(zhì)的生物合成關鍵酶基因的轉(zhuǎn)錄因子，并在此基礎上比較了三個品系萜類合成結構基因的染色體開放性程度，為進一步深入研究化橘紅萜類代謝調(diào)控機理奠定基礎。果樹所樊睿怡副研究員為論文第一作者，曾繼吾研究員為論文通訊作者，團隊成員參與了相關研究工作。
化橘紅是廣東著名道地藥材，在止咳化痰、改善肺功能、治療急性肺損傷等方面發(fā)揮重要作用，尤其對久咳不愈等癥狀療效良好。目前，化橘紅產(chǎn)品除了以傳統(tǒng)的果實作為中藥材之外，還有提取其精油制成橘紅爆珠等一系列精深加工產(chǎn)品，對緩解咽部不適等癥狀效果良好。然而，目前針對化橘紅精油物質(zhì)成分及其在植物體內(nèi)積累的分子機理尚不清楚。
團隊在前期研究基礎上，選擇三個香氣成分差異較大的品系“正毛”（‘ZM’）、“副毛”（‘FM’）和“光青（‘GQ’）為研究材料，對其外果皮進行GC-MS、RNA-seq和ATAC-seq等測試，從代謝物含量、轉(zhuǎn)錄表達水平及染色質(zhì)可及性三個方面比較，系統(tǒng)分析了化橘紅萜類合成途徑的物質(zhì)、基因及染色質(zhì)開放水平。通過構建的化橘紅萜類合成代謝通路，挖掘到三個關鍵結構基因。最終，通過多組學聯(lián)合分析挖掘到9個轉(zhuǎn)錄因子可能參與調(diào)控柑橘萜類合成，為進一步揭示柑橘萜類物質(zhì)生物合成調(diào)控機理奠定了基礎。
化橘紅萜類合成通路及主要結構基因表達量
轉(zhuǎn)錄組和ATAC-seq聯(lián)合分析挖掘候選轉(zhuǎn)錄因子及其表達量熱圖
該研究得到國家重點研發(fā)計劃（2022YFB3604600）、廣東省重點領域研發(fā)計劃（2022B0202070002）、廣東省自然科學基金——青年提升項目（2023A1515030029）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（柑橘）產(chǎn)業(yè)技術體系（No.CARS-26）、院“十四五”農(nóng)業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)學科團隊建設（202113TD）、院“金穎之光”（R2020PY-JG001）以及“青年副研究員”（R2021PY-QF004）等項目資助。
