果樹(shù)所殷學(xué)仁教授課題組取得柿基因組及柿果實(shí)脫澀保脆研究新進(jìn)展
柿（Diospyros kaki?Thunb.）屬于柿科柿屬，在我國(guó)有3000多年的栽培歷史，包含豐富的品種資源。我國(guó)是柿的分布中心和原產(chǎn)中心之一。目前柿在中國(guó)、日本、韓國(guó)、西班牙等國(guó)均有種植，并受到越來(lái)越多的國(guó)家和人民的喜愛(ài)。柿果實(shí)富含單寧等物質(zhì)，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但目前栽培柿品種多為澀柿，采后需經(jīng)過(guò)脫澀處理方可食用。但脫澀后果實(shí)多易軟化損耗，因此柿果實(shí)如何脫澀保脆是重要的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。
近年來(lái)，殷學(xué)仁教授團(tuán)隊(duì)在柿果實(shí)脫澀保脆機(jī)制方面開(kāi)展了持續(xù)研究工作，陸續(xù)明確了乙烯響應(yīng)因子是影響脫澀的主要調(diào)控因子，并解析了其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。近期，JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY發(fā)表了題為 “High CO2/hypoxia-induced softening of persimmon fruit is modulated by DkERF8/16 and DkNAC9 complexes ”的研究論文，該研究進(jìn)一步解析了ERF-NAC轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體對(duì)柿果實(shí)采后脫澀軟化的調(diào)控作用。本研究中，課題組通過(guò)多處理間的轉(zhuǎn)錄組比較分析，獲得了227個(gè)可能參與柿果實(shí)采后軟化的差異表達(dá)基因，其中包括17個(gè)轉(zhuǎn)錄因子。通過(guò)煙草雙熒光素酶、EMSA等，發(fā)現(xiàn)DkNAC9能夠轉(zhuǎn)錄激活DkEGase1啟動(dòng)子活性。進(jìn)一步分析表明，DkNAC9和前面報(bào)道過(guò)的DkERF8/16對(duì)DkEGase1啟動(dòng)子存在一個(gè)協(xié)同增效現(xiàn)象，且DkNAC9與DkERF8/16之間存在蛋白互作。結(jié)合前期研究（Wang等，2017，PBJ），認(rèn)為ERF和NAC轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同參與了柿果實(shí)脫澀后軟化過(guò)程的纖維素和半纖維素降解，后期有望通過(guò)這些關(guān)鍵基因?qū)崿F(xiàn)對(duì)柿果實(shí)脫澀保脆性狀的控制。?
圖1 高濃度CO2添加1-MCP對(duì)‘鏡面柿’果實(shí)的脫澀保脆效果
基因組是分子生物學(xué)及遺傳學(xué)研究、分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)、育種等工作的重要基礎(chǔ)。近年來(lái)，基因組學(xué)研究取得了長(zhǎng)足發(fā)展，越來(lái)越多的植物基因組序列相繼公布，極大地推動(dòng)了相關(guān)研究的開(kāi)展。但柿科柿屬植物基因組進(jìn)展緩慢，嚴(yán)重制約了相關(guān)研究工作。殷學(xué)仁教授聯(lián)合中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)亞林所）、西北農(nóng)林科技大學(xué)等單位在HORTICULTURE RESEARCH發(fā)表了題為The persimmon (Diospyros oleiferaCheng) genome provides new insights into the inheritance of astringency and ancestral evolution的研究論文，報(bào)道了二倍體‘油柿’（2n=2x=30）的基因組序列并通過(guò)遺傳圖譜分析研究了其進(jìn)化關(guān)系。研究通過(guò)Illumina Hiseq和PacBio測(cè)序技術(shù)，共得到86 Gb的原始數(shù)據(jù)，利用Canu軟件去除雜合序列并組裝得到油柿全基因組序列，其大小為849.53 Mb，Contig N50為890.84 kb，預(yù)測(cè)得到32516個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因。進(jìn)一步通過(guò)Hi-C技術(shù)將其中799.71 Mb（占全基因組序列的94.14%）的序列定位到15條染色體上。相關(guān)數(shù)據(jù)已構(gòu)建成網(wǎng)站（http://www.kakiwi.zju.edu.cn/cgi-bin/persimmon/index.cgi），將有助于國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究及育種等工作。
圖2 柿全基因組序列圖譜
上述J Exp Bot論文的通訊作者為殷學(xué)仁教授，博士生研究生吳薇（在讀）和王苗苗（現(xiàn)任職于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)）為共同第一作者，論文鏈接https://doi.org/10.1093/jxb/eraa009。Hortic Res論文的通訊作者為殷學(xué)仁教授和亞林所龔榜初研究員，第一作者為博士生研究生祝慶剛（現(xiàn)任職于西北農(nóng)林科技大學(xué)），亞林所徐陽(yáng)博士為共同第一作者，論文鏈接 https://doi.org/10.1038/s41438-019-0227-2。
（果樹(shù)科學(xué)研究所）
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