【摘 要】
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柿果实中积累了大量的原花青素(PAs),是产生涩味的物质。原花青素(PAs)是在漆酶活化下储存在植物液泡中的黄烷/-3-醇聚合物。DkLAC2被认为参与PAs的生物合成,并受柿中的microRNA(DkmiR397)调节。然而,miRNA397参与的原花青素的聚合作用在柿中仍研究较少。在这里,我们在‘鄂柿1号’中鉴定了 pre-DkmiR397及其靶基因DkLAC2。GUS染色和双荧光素酶测定均证
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柿果实中积累了大量的原花青素(PAs),是产生涩味的物质。原花青素(PAs)是在漆酶活化下储存在植物液泡中的黄烷/-3-醇聚合物。DkLAC2被认为参与PAs的生物合成,并受柿中的microRNA(DkmiR397)调节。然而,miRNA397参与的原花青素的聚合作用在柿中仍研究较少。在这里,我们在‘鄂柿1号’中鉴定了 pre-DkmiR397及其靶基因DkLAC2。GUS染色和双荧光素酶测定均证实了 DkmiR397能与DkLAC2结合。DkLAC2和DkmiR397在柿子果实发育阶段表现出不同的表达模式。此外,将DkLAC2和miR397在柿叶中瞬时超表达,两者表达模式相反,表明DkmiR397可能是负调控DkLAC2的表达。同样,在柿果实圆片中瞬时转化DkmiR397后,其也通过抑制DkLAC2减少了原花青素的积累,而DkLAC2的上调通过STTM-miR397增加了 PA的积累。当在拟南芥野生型(WT)中过表达DkLAC2和在柿稳定遗传超表达DkLAC2、DkmiR397时,观察到类似的表达模式。我们的结果揭示了 DkmiR397抑制了DkLAC2在PA生物合成方面的表达,并为柿子中原花青素代谢调控提供了潜在的靶点。主要结果如下:通过‘鄂柿1号’(C-PCNA)柿花后15周及20周的转录组数据库和miRNA文库扩增得到pre-DkmiR397及其靶基因DkLAC2的全长。系统发育分析显示DkLAC2 与 AtLAC15 相关。DkLAC2和DkmiR397的实时定量PCR分析显示在C-PCNA果实发育不同阶段具有不同的表达模式,这些表达模式呈现负相关。亚细胞定位分析表明,DkLAC2定位于液泡中,这与促进液泡中原花青素前体聚合的作用是一致的。RNA连接酶介导的5’-RACE PCR克隆测序表明DkmiR397在其相应的靶向序列中分别在10-11nt位点具有独特的切割位点。GUS的组织化学染色和双荧光素酶(LUC)测定同样验证了 DkmiR397靶切DkLAC2。通过农杆菌介导的柿活体叶片瞬时注射和果实圆片转化,超表达DkmiR397减少了 PA的积累,而STTM397或抑制DkLAC2后原花青素含量上升。对‘恭城水柿’(PCA基因型)柿组培苗进行叶盘法转化,对转化方法稍作了优化,包括降低玉米素和NAA的浓度。此外,通过稳定遗传超表达DkLAC2,DkmiR397,干涉表达DkLAC2,DkmiR397以及STTM-miR397,也出现与瞬时表达同样的结果。为了进一步验证35S:DkLAC2在拟南芥中的作用,我们在T1代中得到了与之前相似的结果。超表达DkLAC2种子颜色与WT种子相似。超表达DkLAC2株系的种皮中PA含量显着高于WT。这些结果表明DkLAC2可参与PA生物合成。DkmiR397翻译抑制DkLAC2的表达,以调节‘鄂柿1号’(C-PCNA)中的PAs生物合成。该结果为阐明柿PAs代谢调控机制提供了科学依据。
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