奇異果風味獨特,口感鮮美,是當今世界備受青睞的重要水果之一,研究奇異果果實發育和成熟過程中糖、酸和香氣等風味物質的代謝途徑及其調控機制對於通過生物學手段保持其特有風味、提昇其果實品質均具有重要意義。近日,四川大學生命科學學院劉明春課題組與浙江大學農業與生物技術學院張波課題組聯合在New Phytologist發表了題為“Integrative analyses of metabolome and genome-wide transcriptome reveal the regulatory network governing flavor formation in kiwifruit(Actinidia chinensis)”的研究論文。通過選取奇異果12個發育和成熟的關鍵時期,結合風味代謝物和轉錄組學聯合分析(圖1),構建了奇異果風味代謝調控網絡並揭示了奇異果果實風味物質轉錄調控新機制。研究以紅陽奇異果為資料,對不同發育和成熟時期的果實利用GC-MS檢測風味代謝變化並進行轉錄組測序,通過WGCNA分析確定調控可溶性糖、有機酸、揮發性香氣代謝的基因共表達模塊,並通過風味物質與模塊的關聯性鑒定風味代謝關鍵調控基因。通過轉錄組和代謝組關聯分析篩選鑒定了參與風味代謝的39個關鍵結構基因。進一步通過與風味代謝途徑關鍵結構基因的相關性並結合表達水准以及結合順式元件確定了調控糖、酸和芳香物質代謝的關鍵轉錄因數。通過雙螢光素酶報告系統、酵母單雜系統、EMSA、暫態注射以及不同品種驗證等實驗揭示了關鍵轉錄因數通過與結構基因啟動子結合調控糖、酯類香氣物質的合成。本研究基於轉錄組和代謝組構建了奇異果果實風味代謝調控網絡並解析了風味代謝調控的機制,為奇異果果實風味品質改良奠定了理論基礎。四川大學劉明春教授和浙江大學張波教授為該論文的共同通訊作者,四川大學博士研究生王若宸、碩士研究生舒朋和浙江大學博士研究生張弛為該論文共同第一作者,四川大學馬濤教授、張陽教授,四川省自然資源科學研究院李明章研究員、謝玥博士和杜奎博士,重慶大學李正國教授,浙江大學陳昆松教授等也參與了本課題的研究。該研究得了國家重點研發計畫、國家自然科學基金和四川省科技計畫項目的資助。四川大學劉明春課題組一直從事果實成熟及品質保持機制研究,自2015年課題組成立以來在果實成熟及品質調控研究領域取得一系列重要研究進展,在Molecular Plant、New Phytologist、Plant Physiology、Plant Journal、Journal of Experimental Botany等國內外重要期刊發表研究論文20餘篇。原文連結:https://doi.org/10.1111/nph.17618