色澤是水果重要的外觀品質。梨果面由於木栓層積累的差異而表現出全褐、褐綠相間和全綠3種類型,花青苷的出現會在上述3種類型果皮中參入不同程度紅色。褐綠相間的果皮即著鏽果皮,是梨以及蘋果育種中的重要篩除類型。之前關於果皮褐色性狀機理研究都側重於此。
2020年2月,Horticulture Research 在線發表了來自浙江省農科院園藝研究所施澤彬課題組題為Proteome and transcriptome profile analysis reveals regulatory and stress-responsive networks in the russet fruit skin of sand pear 的研究論文。該研究通過蛋白組與轉錄組聯合,分析了梨果皮木栓化過程中生物與非生物脅迫應答因子的調控特徵,並結合生理及細胞學實驗,對脅迫應答因子的功能進行闡釋,豐富了果皮研究的內容。
Fig.1: RWL of the russet and green skin fruit of sand pear at different storage periods under room conditions after harvest.
木栓層覆蓋於次生組織表面,具有阻礙病蟲入侵、抑制水分散失的保護作用。該研究除了分析木栓層形成相關的代謝特徵,首次報導了重要抗病基因germin-like protein (GLP )基因家族、Patatin-like protein (PLP ) 家族各4個成員在梨果皮木栓化過程中呈應答反應(下圖),這些基因參與啟動了細胞病程應答。基於此,結合相關研究結果,作者總結出木栓組織中可能存在的3道抗病蟲害入侵防線:木栓層物理屏障;由某些具有抗菌活性的代謝物如三萜類積累而形成的化學屏障;GLP 、PLP 、RPM1 等抗病基因相關的植物基礎抗性。木栓化梨果皮表面的蠟質層遭到破壞,失水速率明顯增加,褐果皮中的水通道蛋白被下調表達,這可能是細胞對快速失水所做出的應急反應,對阻礙褐皮果水分散失起重要/關鍵作用。
Fig.2: Schematic diagram summarizing the metabolism and signaling in the russet fruit skin of sand pear.
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