BMC Genomics | 火龙果的转录组和代谢组分析揭示了果皮和果肉颜色形成的机制

阐明火龙果果肉和果皮变色的候选基因和关键代谢产物，是培育具有优良新口味和高营养价值的火龙果的必要条件。在这里，使用转录组(RNA-Seq)和代谢组分析(UPLC-MS/MS)鉴定了属于两种不同量天尺属物种的三种火龙果的结构和调控基因以及与果皮和果肉颜色相关的关键代谢物。作者综合的转录组和代谢组分析表明，获得红色的主要策略是增加酪氨酸含量，以促进甜菜碱途径的下游步骤。CYP76ADs的上调被提议为导致红色或无色果肉的颜色变化步骤，这一过程受到WRKY44转录因子的调控。基于红色果肉龙果中花青素代谢物的差异积累，结果显示除了甜菜碱生物合成外，还调控了花青素生物合成途径。然而，未观察到红色果肉中花青素的颜色变化步骤，也未发现白色果肉中花青素的生物合成。因此，作者提出红色龙果果肉的颜色受到WRKYs对CYP76ADs严格调控的影响，并且花青素与甜菜碱的共存不可忽视。由于黄皮和绿皮之间的查尔酮合成酶基因没有差异调控且在代谢组中未检测到查尔酮，因此排除了花青素导致黄皮颜色形成的可能性。同样，控制黄色素的胡萝卜素途径关键基因没有差异调控，说明胡萝卜素途径不参与黄皮颜色形成。总之，作者的研究结果提出了几个候选基因和代谢物控制一个单一的园艺属性，即颜色形成的进一步功能表征。该研究为培育具有商业吸引力的果皮和果肉颜色的火龙果提供了有用的基因组资源和信息。这些发现将极大地补充现有的关于天然色素生物合成的知识，为其在食品和保健工业中的应用提供依据。

 

原文信息：

https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-07133-5
发表刊物：BMC Genomics中科院分区：2区是否TOP：是
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