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JXB:柑橘CsMADS5正向调控类胡萝卜素的生物合成

已有 2057 次阅读 2021-2-6 10:46 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

A fruit ripening-associated transcription factor CsMADS5 positively regulates carotenoid biosynthesis in citrus

第一作者Suwen Lu

第一单位华中农业大学

通讯作者Xiuxin Deng


 Abstract 


背景+问题Carotenoids in citrus contribute the quality of the fruit, but the transcriptional regulatory mechanism is still limitedly known. 


主要研究:Here, we characterized a citrus FUL-like MADS gene, CsMADS5, that was ripening-inducible and acted as a nucleus-localized trans-activator.


结果1-瞬间表达Transient overexpression of CsMADS5 in citrus induced fruit coloration and enhanced carotenoid contents. The expression levels of carotenogenic genes including phytoene synthase (PSY), phytoene desaturase (PDS), and lycopene β-cyclase 1 (LCYb1) were significantly increased in the peel of fruits overexpressing CsMADS5.


结果2-稳定表达Similar results were observed from stable overexpression of CsMADS5 in tomato fruits and citrus calli, even though the effect of CsMADS5 on the carotenoid metabolism in transgenic citrus calli was limited.


结果3-下游验证Further biochemical analyses demonstrated that CsMADS5 activated the transcription of PSYPDS, and LCYb1 by directly binding to their promoters. It is concluded that CsMADS5 positively regulates carotenoid biosynthesis in fruits by directly activating the transcription of carotenogenic genes.


结果4-互作蛋白Moreover, CsMADS5 physically interacted with a positive regulator CsMADS6, indicating that CsMADS5 may form an enhancer complex with CsMADS6 to synergistically promote carotenoid accumulation.


结论:These findings expand our understanding of the complex transcriptional regulatory hierarchy for carotenoid biosynthesis during fruit ripening.

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 摘 要 


柑橘中的类胡萝卜素作用于柑橘果实的质量,但是我们对于类胡萝卜素合成的转录调控机制还所知甚少。本文中,作者鉴定了一个FUL-like基因CsMADS5,其受到果实成熟的诱导,作为一个核定位的反式激活因子发挥功能。在柑橘中瞬间过表达CsMADS5会诱导果实着色,并且增强类胡萝卜素的含量。八氢番茄红素合成酶PSY、八氢番茄红素脱氢酶PDS、番茄红素β-环化酶LCYb1等类胡萝卜素相关基因,在过表达CsMADS5的果皮中表达量显著上调。在稳定过表达CsMADS5的烟草果实以及柑橘愈伤中,作者也观察到了类似的现象,尽管在转基因柑橘愈伤中CsMADS5作用于类胡萝卜素代谢的能力受到限制。进一步的生化分析显示,CsMADS5通过结合到PSYPDSLCYb1基因的启动子区以激活他们的表达。因此,作者提出CsMADS5通过直接激活类胡萝卜素相关基因的转录,正向调控类胡萝卜素的生物合成。此外,CsMADS5能够与另外一个正向调控因子CsMADS6物理互作,说明CsMADS5可能会与CsMADS6形成一个增强复合物,协同促进类胡萝卜素的积累。本文的研究拓展了我们对于果实成熟过程中,类胡萝卜素生物合成中复杂的转录调控层级的理解。


 通讯作者 

**邓秀新**


个人简介:

1978-1981年,湖南农业大学,学士;

1982-1984年,华中农业大学,硕士;

1985-1987年,华中农业大学,博士。


研究方向:

1)种质资源挖掘与利用:野生柑橘资源的收集评价,芽变材料的筛选鉴定,新品种选育;

2)种质创新与遗传改良:杂交群体创建,遗传连锁图谱构建,纯系创制,遗传转化及功能基因组平台构建;

3)果实色泽形成机理与调控:红肉突变体性状形成机理解析,类胡萝卜素代谢调控关键基因挖掘,质体发育分化,类胡萝卜素代谢工程;

4)柑橘生殖生物学研究:单/多胚性状形成机理解析;

5)产业宏观问题研究:现代农业产业体系运行机制,产业安全及可持续发展研究。


doi: https://doi.org/10.1093/jxb/erab045


Journal: Journal of Experimental Botany

Published date: Feb 05, 2021



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