有機酸含量組分是水果果實風味品質的重要一環,它和糖分含量、香氣物質組分以及果肉的硬度質地等指標協同決定消費者吃到水果的風味與口感,從而很大程度上決定消費者對水果的購買欲望。桃是我國第三大落葉果樹,其產量和消費量均在我國北方處于水果產業的前列。前人進行了桃的果實酸含量遺傳定位工作發現,酸度性狀在桃中是一個存在主效基因的數量性狀,可以大致按照果肉pH值大于或小于4.0、可滴定酸含量高于或低于40毫克/克的標準將桃分為酸和非酸兩類,其中位于桃第5號染色體頂端的D位點被認為是控制桃酸度性狀的主效區間,控制超過65%的酸度性狀表型。但D位點的主效基因一直沒有被揭示過。
武漢植物園果樹分子育種學科組副研究員王魯等人在韓月彭研究員的帶領下,驗證了通過果汁pH =4.0的閾值可將桃品種資源按果實酸度性狀分為非酸和酸兩大類,對雜交群體的第5號染色體頂端區間D位點精細遺傳作圖,將控制酸度的關鍵基因定位在5號染色體頂端的694k到1212k的范圍內。配合桃多個品種的果實發育時期轉錄組差異基因分析,發現桃這個遺傳區域內存在一個顯著差異表達的基因PpRPH,在高酸品種的果實發育后期接近不表達。將該基因構建載體轉化到煙草葉片中,發現葉片的pH值有顯著升高,蘋果酸和檸檬酸的含量均明顯下降。綜合上述,PpRPH是目前所發現D位點最有可能的酸度調控基因。
相關研究成果以“A candidate gene of the D locus controlling fruit acidity in peach”為題發表于Plant Molecular Biology。
論文鏈接為:https://link.springer.com/article/10.1007/s11103-020-01089-6。
圖I:D位點酸度基因定位區間;圖II:轉錄組分析發現的桃非酸-酸品種的果肉發育差異基因;圖III:轉化后發現PpRPH能導致pH值升高,有機酸含量降低;CK為對照,OE為過表達PpRPH。