2022年6月10日，浙江大學(xué)果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)和中科院上海植物逆境生物學(xué)研究中心在New Phytologist雜志合作發(fā)表了題為“Addressing the role and interaction between transcription factor NAC-NOR and DNA demethylase SlDML2 in the biosynthesis of tomato fruit flavor volatiles”的研究論文，系統(tǒng)闡述了轉(zhuǎn)錄因子NAC-NOR與DNA去甲基化酶SlDML2在番茄果實(shí)芳香物質(zhì)生物合成中的功能及其內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。

 

　　芳香物質(zhì)在番茄果實(shí)成熟過(guò)程中不斷積累，形成獨(dú)特香味，進(jìn)而影響消費(fèi)者喜好。雖然轉(zhuǎn)錄因子和DNA甲基化參與了果實(shí)成熟，但目前尚不清楚這兩種調(diào)節(jié)因子在果實(shí)芳香物質(zhì)合成中的潛在作用和關(guān)系。比如，轉(zhuǎn)錄因子NAC家族成員的NAC-NOR與DNA去甲基化酶SlDML2是否參與調(diào)控番茄果實(shí)芳香物質(zhì)合成以及二者之間是否存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)性并不清楚。

 

　　利用基因編輯技術(shù)獲得了CRISPR-NAC-NOR和CRISPR-SlDML2的番茄純合突變體（slnor和sldml2），顯著改變了果實(shí)芳香物質(zhì)組分與含量。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)NAC-NOR和SlDML2對(duì)脂肪酸來(lái)源和類(lèi)胡蘿卜素來(lái)源芳香物質(zhì)合成的調(diào)控作用與機(jī)制既有冗余性，又有差異性。有趣的是，NAC-NOR通過(guò)直接結(jié)合啟動(dòng)子的方式激活SlDML2轉(zhuǎn)錄。同時(shí)，sldml2突變體的NAC-NOR和芳香物質(zhì)合成結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄水平顯著低于野生型，并伴隨啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化。上述研究結(jié)果表明：SlDML2介導(dǎo)的DNA去甲基化和轉(zhuǎn)錄因子NAC-NOR之間存在內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，兩者共同調(diào)控番茄果實(shí)成熟過(guò)程的芳香物質(zhì)合成。

 

　　浙江大學(xué)果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)張波教授與中科院上海植物逆境生物學(xué)研究中心郎曌博研究員為本文共同通訊作者。浙江大學(xué)博士后高穎博士和上海逆境生物學(xué)研究中心博士生林宇菁為本文的共同第一作者。

 

　　上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、浙江省高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助。

 

　　原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18301