中國熱科院揭示紅皮龍眼果皮花色苷形成機制
2021年03月11日來源：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院
近日，中國熱科院南亞所聯(lián)合生物所、海南大學(xué)等單位在中科院JCR一區(qū)TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》發(fā)表封面文章“Integrative analysis of the coloring mechanism of red longan pericarp through metabolome and transcriptome analyses” （IF=4.2），首次揭示了紅皮龍眼果皮花色苷的形成機制。
期刊封面文章
龍眼（Dimocarpus Longan Lour.）又稱桂圓，是原產(chǎn)于我國具有重要的營養(yǎng)和藥用價值的常綠果樹。龍眼果皮通常呈黃褐色或灰黃色，紅果皮（RP）龍眼未見報道。中國熱科院南亞所荔枝龍眼研究團隊利用從國外收集的紅皮龍眼資源，通過代謝組和轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析的手段對紅皮龍眼花色苷形成的機制進行了闡釋，成功鑒定了導(dǎo)致龍眼果皮呈現(xiàn)紅色的花色苷組分，并對其生物合成機制進行了解析。
紅皮（RP）龍眼和‘石硤’（SX）龍眼果實的形態(tài)學(xué)特征
該研究，利用LC-MS技術(shù)從紅皮（RP）龍眼和主栽品種‘石硤’龍眼共鑒定到597種組分，其中紅皮龍眼中主要含有類黃酮類物質(zhì)，‘石硤’龍眼主要為酚酸類物質(zhì)。在兩種龍眼中共鑒定出5種類型的花色素類物質(zhì)，其中矢車菊素衍生物（Cyanidin 3-O-glucoside、Cyanidin 3-O-6?-malonyl-glucoside和Cyanidin O-syringic acid）含量最高，只存在于紅皮龍眼中；飛燕草素衍生物（Delphinin 3-O-glucoside）和天竺葵素衍生物（Plargonin O-rutinoside）含量極低，飛燕草素衍生物（Delphinin 3-O-glucoside）僅在‘石硤’龍眼發(fā)現(xiàn)，而天竺葵素衍生物（Plargonin O-rutinoside）在兩個龍眼品種均檢測出。通過對花青素合成途徑中的結(jié)構(gòu)基因F3H、F3'H、UFGT、GST和調(diào)控基因MYB、bHLH、NAC、MADS等在紅皮龍眼花色素苷積累過程中扮演重要角色。紅皮龍眼的呈現(xiàn)鮮艷的紅色主要是由于矢車菊素衍生物在果皮中積累，F(xiàn)3'H和F3'5'H基因可能在選擇合成哪些花青素成分中起著重要作用。研究結(jié)果為龍眼新品種培育和功能成分開發(fā)利用提供了材料和理論支撐。
龍眼果皮花色素苷形成的代謝通路解析
中國熱科院南亞所石勝友研究員、生物所魏永贊副研究員為該文通訊作者，海南大學(xué)碩士研究生衣德寶、張紅娜副教授為該論文的共同第一作者。該研究得到國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系龍眼創(chuàng)新團隊、廣東省重點研發(fā)計劃等項目的資助。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/toc/jafcau/69/6
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