有機(jī)酸含量組分是水果果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要一環(huán),與糖分含量、香氣物質(zhì)組分以及果肉的硬度質(zhì)地等指標(biāo)協(xié)同決定水果的風(fēng)味與口感。桃是我國第三大落葉果樹,其產(chǎn)量和消費(fèi)量均在我國北方處于水果產(chǎn)業(yè)前列。前人開展了桃的果實(shí)酸含量遺傳定位工作發(fā)現(xiàn),酸度性狀在桃中是一個(gè)存在主效基因的數(shù)量性狀,可大致按照果肉pH值大于或小于4.0、可滴定酸含量高于或低于40毫克/克的標(biāo)準(zhǔn)將桃分為酸和非酸兩類,其中位于桃第5號(hào)染色體頂端的D位點(diǎn)被認(rèn)為是控制桃酸度性狀的主效區(qū)間,控制超過65%的酸度性狀表型。然而,D位點(diǎn)的主效基因尚未被揭示。
中國科學(xué)院武漢植物園果樹分子育種學(xué)科組副研究員王魯?shù)仍谘芯繂T韓月彭的帶領(lǐng)下,驗(yàn)證了通過果汁pH=4.0的閾值可將桃品種資源按果實(shí)酸度性狀分為非酸和酸兩類,對(duì)雜交群體的第5號(hào)染色體頂端區(qū)間D位點(diǎn)精細(xì)遺傳作圖,將控制酸度的關(guān)鍵基因定位在5號(hào)染色體頂端的694k到1212k的范圍內(nèi)。配合桃多個(gè)品種的果實(shí)發(fā)育時(shí)期轉(zhuǎn)錄組差異基因分析,發(fā)現(xiàn)桃這個(gè)遺傳區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)顯著差異表達(dá)的基因PpRPH,在高酸品種的果實(shí)發(fā)育后期接近不表達(dá)。將該基因構(gòu)建載體轉(zhuǎn)化到煙草葉片中,發(fā)現(xiàn)葉片的pH值有顯著升高,蘋果酸和檸檬酸的含量均明顯下降。綜上,PpRPH是目前所發(fā)現(xiàn)D位點(diǎn)最有可能的酸度調(diào)控基因。
相關(guān)研究成果以A candidate gene of the D locus controlling fruit acidity in peach為題,發(fā)表在Plant Molecular Biology上。
圖Ⅰ:D位點(diǎn)酸度基因定位區(qū)間;圖Ⅱ:轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)的桃非酸-酸品種的果肉發(fā)育差異基因;圖Ⅲ:轉(zhuǎn)化后發(fā)現(xiàn)PpRPH能導(dǎo)致pH值升高,有機(jī)酸含量降低;CK為對(duì)照,OE為過表達(dá)PpRPH