陜西
荔枝 (Litchi chinensis Sonn.) 是原產于我國的最具南亞熱帶特色的佳果。荔枝焦核 (即種子敗育) 是指種胚在發育早期或中途停止發育，最終形成細籽果實的現象。焦核品種因可食率高，商品價值更高。已有研究表明，轉化酶抑制子LcINH1與荔枝焦核形成密切相關，但其上游的轉錄調控機制尚不清楚。
近日，Journal of Genetics and Genomics在線發表華南農業大學胡桂兵/趙杰堂教授團隊題為“LcMADS28 and LcMADS27 coordinately regulate early seed development in Litchi chinensis through direct activation of LcINVERTASE INHIBITOR1”的研究論文。該研究揭示了MADS-box轉錄因子LcMADS28和LcMADS27通過激活細胞壁轉化酶抑制子LcINH1的表達，調控荔枝種子早期敗育的分子機制，為荔枝焦核育種提供了潛在基因靶點。
細胞壁轉化酶(CWIN)可將蔗糖水解為葡萄糖和果糖，這兩種糖既可作為營養物質，又可作為信號分子來調節種子發育；而CWIN的活性受轉化酶抑制子INH抑制。該研究通過酵母單雜交文庫篩選，鑒定到能夠與LcINH1啟動子直接結合的轉錄因子LcMADS28。LcMADS28在荔枝焦核品種“糯米糍”開花后15天的珠柄和胚胎中高表達，而在大種子品種“黑葉”中的表達量則較低。進一步分析發現，LcMADS28與同源蛋白LcMADS27形成異源二聚體，直接結合LcINH1啟動子并激活其轉錄。在焦核品種“糯米糍”中沉默LcMADS28，可降低LcINH1表達、提高CWIN活性，從而促進種胚發育，最終獲得發育正常的種子，并降低落果率。此外，在番茄和擬南芥中異源過表達LcMADS28同樣導致種子變小、敗育率升高，說明LcMADS28介導的種子敗育調控機制在植物中具有保守性。
MADS-box-LcINH1-CWIN模塊調控荔枝種子敗育的工作模型
綜上所述，該研究發現MADS-box-LcINH1-CWIN分子模塊調控荔枝種子敗育，為理解荔枝焦核形成的分子調控網絡提供了新見解，也為焦核品種的分子育種提供了候選基因和理論依據。
作者簡介
華南農業大學吳莉君博士為該論文第一作者，胡桂兵教授與趙杰堂教授為共同通訊作者。相關工作得到國家自然科學基金和國家荔枝龍眼產業技術體系等項目資助。
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