浙江農科院揭示梨果皮木栓化過程中脅迫應答調控機制

2021-03-01 PlantReports

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.

全文轉自園藝研究。請點擊左下角「閱讀原文」直查看論文原文。

長按下方二維碼關注Plant Reports!

關注農業科學和植物科學最新研究進展!

相關焦點

  • 浙江大學滕元文課題組揭示乙烯抑制紅梨花青苷合成的分子機制
    Ethylene-activated PpERF105 induces the expression of the repressor-type R2R3-MYB gene PpMYB140 to inhibit anthocyanin biosynthesis in red pear fruit 的研究論文,揭示了乙烯抑制紅梨花青苷合成的調控機制
  • 中科院植物逆境中心趙楊/朱健康合作發現植物滲透脅迫應答新機制
    植物因其固著生長的特性而難以躲避所受到的滲透脅迫,被迫進化出感知和適應逆境的機制,主要包括信號接收與傳導、植物激素脫落酸(ABA)相關調控和後期應答等過程。目前ABA途徑的信號傳導與滲透脅迫後期應答機制已基本解析,然而,對於植物如何感受外界的滲透脅迫信號,以及如何傳遞信號到細胞內並引起早期應答的分子機制仍不清楚。
  • 中山大學肖仕課題組發文綜述總結脂質調控植物低氧應答的研究進展
    水淹導致的低氧脅迫對植物生長發育、分布和產量等影響極大。為適應低氧環境,植物進化出一系列形態和生理生化等方面的策略,重編程細胞代謝和信號網絡,以逃避或延長植物在低氧脅迫下的生存。已有研究揭示,植物細胞通過類泛素化N-末端蛋白降解機制,調控膜脂錨定的乙烯轉錄因子ERF-VII家族的穩定性,來實現對低氧脅迫的感知和信號轉導,表明膜脂分子在這一過程中起重要作用,但其作用機制一直不明確。
  • 朱健康院士等揭示SnRK2蛋白激酶調控miRNA合成的新機制—新聞...
    朱健康院士等揭示SnRK2蛋白激酶調控miRNA合成的新機制   本報訊(記者黃辛)中科院上海植物逆境生物學研究中心朱健康研究組揭示了植物ABA信號轉導和滲透脅迫的關鍵蛋白激酶SnRK2參與了miRNA生物合成的調控。
  • 廣州大揭示生物鐘基因GmLHY調控大豆乾旱脅迫響應的分子機制
    . | 廣州大學劉寶輝/李美娜團隊揭示生物鐘基因GmLHY調控大豆乾旱脅迫響應的分子機制責編 | 逸雲>生物鐘在植物開花、植物激素生物合成和非生物脅迫響應等多種生物過程中起著重要作用。生物鐘基因在模式植物中調節乾旱脅迫響應的方式已經得到了很好的研究,而在作物物種中卻知之甚少,例如全球主要作物大豆。
  • 東北師大揭示一種新的轉錄複合體,調控水稻鹽脅迫響應
    Plant Cell | 東北師大徐正一課題組揭示一種新的轉錄複合體,調控水稻鹽脅迫響應責編 | 逸雲土壤鹽漬化是農業發展面臨的巨大阻力,約有8億多公頃的土地受鹽害的影響,大約佔全世界灌溉農業面積的20%。
  • Plant Physiology | 中國農業科學院作科所耕作與生態創新團隊揭示玉米乾旱冷害聯合脅迫的生理和分子機制
    ,乾旱緩解冷害造成損傷的光合生理、代謝及分子機制。據周文彬研究員介紹,在全球氣候變化日益加劇的背景下, 多重聯合脅迫對作物生長發育及作物產量形成的不利影響日益顯著。因此,需要通過培育耐受聯合脅迫的新品種或採用栽培調控技術來提高作物對多重聯合脅迫的耐受性。目前,大量的研究集中在單一脅迫對作物造成的生長發育、生理及分子的調控機制,而有關作物對多種脅迫組成的聯合脅迫響應和適應的生理及分子機制知之甚少。
  • 南京農業大學揭示梨果實石細胞形成轉錄調控機制
    regulates lignification in fruit stone cells of pear (Pyrus bretschneideri)」的研究論文,進一步揭示了梨果實石細胞形成的轉錄調控機制。
  • 華中農業大學柑橘團隊甜菜鹼積累轉錄調控的機制研究取得新進展
    該研究團隊以柑橘抗寒資源為材料,建立了一個整合激素參與低溫脅迫應答的信號通路,揭示了低溫脅迫下甜菜鹼積累的分子機制和轉錄調控網絡。  植物在非生物逆境下,通常體內代謝會發生變化,自身適應脅迫能力也隨之改變。近些年來,已有很多報導表明低溫脅迫會引起植物多種次生代謝物的積累。
  • 遺傳發育所等發現植物26S蛋白酶體組裝參與鹽脅迫應答新機制
    同時,發現PBE1基因表達也受到鹽脅迫的誘導。PBE1的功能缺失損害了鹽脅迫下擬南芥26S蛋白酶體的正常組裝,降低了蛋白酶體的活性。這些實驗結果揭示了植物中也存在一種特異的脅迫型蛋白酶體。綜上所述,該研究揭示了PBE1通過調控蛋白酶體的組裝和活性,形成脅迫特異性蛋白酶體,參與植物非生物脅迫信號的響應,調控植物幼苗由異養生長向自養生長的轉換過程。
  • 南京農業大學揭示一種MYB轉錄因子調控杜梨耐寒性的作用機制
    非生物脅迫嚴重影響植物的生長、發育和產量。在長期的進化過程中,植物自身形成了一套複雜的信號感知和生理生化機制以應對環境脅迫。研究表明,在逆境條件下,植物會重編程大量應激反應基因,因此,對應激反應基因的鑑定和功能研究是提高作物抗逆性的重要前提。
  • 研究揭示乙烯和茉莉酸信號途徑相互應答介導水稻響應刺吸式昆蟲的...
    8月12日,國際學術期刊New Phytologist 在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所苗雪霞研究組的文章「Novel crosstalk between ethylene- and jasmonic acid-pathway responses to a piercing-sucking insect in rice」,該項研究揭示了水稻在響應刺吸式昆蟲的過程中所激發的乙烯和茉莉酸信號途徑的應答機制
  • 植物平衡生長發育與逆境應答的分子機制研究獲進展
    因此,其生長發育會受到各種逆境脅迫的影響。而對這些逆境脅迫及時、有效地響應,是植物存活的前提。植物激素脫落酸(Abscisic acid, ABA)被稱為「逆境激素」,參與植物的乾旱、冷和鹽等逆境脅迫的應答過程。油菜素內酯(Brassinosteroid, BR)信號途徑參與細胞分裂等過程,控制植物的生長和發育。
  • 中國醫學科學院揭示精神壓力調控腫瘤免疫應答的機制
    中國醫學科學院揭示精神壓力調控腫瘤免疫應答的機制 作者:小柯機器人 發布時間:2019/9/10 16:31:26 中國醫學科學院北京協和醫學院蘇州系統醫學研究所馬瑜婷和Guido Kroemer等研究人員合作,揭示了壓力-糖皮質激素
  • 鹽脅迫抑制豆科植物根瘤菌共生分子機制獲揭示—新聞—科學網
    豆科植物進化出與根瘤菌的共生關係,形成一種特殊的器官—共生根瘤,根瘤菌在其中將空氣中的氮氣固定為氨,供植物利用。
  • SnRK2激酶調控植物生長和脅迫響應的機制
    Nature Plants | SnRK2激酶調控植物生長和脅迫響應的機制撰文 | Qu GPABA與受體蛋白PYR/PYL結合後,解除磷酸酶PP2C對激酶SnRK2活性的抑制,激活SnRK2,誘導植物脅迫響應,抑制生長。
  • 浙江大學徐平龍團隊揭示核酸免疫識別的線粒體功能及分子機制
    該工作揭示了核酸天然免疫識別(innate nucleic acid sensing)通過MAVS-TBK1-DRP1信號軸調控線粒體形態和生理功能的重要發現。核酸天然免疫識別是一類進化上高度保守的細胞生物學和免疫學機制,存在於幾乎所有類型的細胞中。
  • 木質素和木栓質在紅樹植物抗重金屬耐性中的作用機制被揭示
    近日獲悉,中國科學院南海海洋研究所王友紹研究團隊利用掃描電鏡、螢光顯微鏡和氣相色譜-質譜,分析了木質素和木栓質在六種紅樹植物根外皮層中沉積狀況、含量與單體成分,並揭示了它們在重金屬耐性中的作用機制。研究結果表明,典型紅樹科植物往往具有木質化和木栓化程度相對較高的根外皮層,同時對重金屬等環境汙染物耐性較強。
  • 農科院作物所揭示水稻適應長期波動光的光合生理調控機制
    近日,中國農業科學院作物科學研究所作物耕作與生態創新團隊通過系統分析恆定光與波動光條件下水稻的生長、光合生理和葉片解剖結構差異,發現光合電子傳遞、ATP合酶活性以及非光化學淬滅(熱耗散)的調控是水稻適應波動光的重要生理過程。該研究揭示了作物在波動光強下的光合生理調控機制,為作物在大田條件下光能高效利用提供了理論依據。
  • ROP-ROS信號通路調控植物滲透脅迫響應的新機制
    活性氧(ROS)積累是滲透脅迫引起的最早細胞響應之一,ROS可以通過調節下遊細胞內吞作用、水分吸收、脯氨酸積累等生理過程響應滲透脅迫【1】因此,ROP基因家族是滲透信號的潛在調節因子,但是目前尚不清楚ROP如何介導滲透脅迫下的ROS信號積累及其調節機制。