近日，中國熱科院椰子所在檳榔果實(shí)脫落調(diào)控研究方面取得新進(jìn)展，首次從基因組水平上系統(tǒng)鑒定了檳榔DOF基因家族成員，并提出了其與檳榔果實(shí)早期脫落過程的關(guān)系，該研究為進(jìn)一步解析檳榔果實(shí)脫落的分子調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

 

　　檳榔（Areca catechu L.）是海南重要的經(jīng)濟(jì)作物，幼果異常脫落嚴(yán)重影響產(chǎn)量，是檳榔種植產(chǎn)業(yè)中亟待解決的問題。果實(shí)脫落由多種環(huán)境和發(fā)育信號所觸發(fā)，研究團(tuán)隊(duì)前期通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)DOF基因家族成員在幼果脫落過程中表達(dá)量出現(xiàn)顯著變化。DOF（DNA binding with one finger）基因家族是一類植物特有的轉(zhuǎn)錄因子，它屬于鋅指蛋白超家族（zinc finger super-family）。本研究對檳榔AcDOFs進(jìn)行了全基因組分析，分析了其基因結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系、啟動子區(qū)域、染色體位置和共線性。同時(shí)觀察了檳榔果實(shí)在脫落前后離層的細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化，并比較了“即將脫落”與“未脫落”的離層區(qū)域中AcDOFs基因轉(zhuǎn)錄水平，在果實(shí)離層中鑒定出6個(gè)關(guān)鍵的AcDOF基因，并進(jìn)一步將其中3個(gè)AcDOFs鑒定為與果實(shí)脫落進(jìn)程相關(guān)的關(guān)鍵基因。

 

　　研究進(jìn)一步利用TF （Transcription Factor）-Centered Yeast One Hybrid技術(shù)篩選到了關(guān)鍵基因AcDOF4可能識別并結(jié)合的33個(gè)motifs，這些motifs存在于一些已知的、與脫落有關(guān)的基因啟動子區(qū)域，包括編碼纖維素合酶、果膠甲酯酶、聚半乳糖醛酸酶、伸展蛋白等基因。與預(yù)測一致的是，這些基因在“即將脫落”與“未脫落”果實(shí)離層中表達(dá)差異顯著。以上結(jié)果為深入研究檳榔DOF家族基因的生物學(xué)功能、解析檳榔果實(shí)脫落的分子調(diào)控機(jī)制研究奠定了基礎(chǔ)。

 

　　該成果以“Genome-wide identification of the DOF gene family involved in fruitlet abscission in Areca catechu L.”為題發(fā)表于《International Journal of Molecular Sciences》。中國熱科院椰子所李佳助理研究員為這篇文章的第一作者，中南林業(yè)科技大學(xué)李萌副教授為通訊作者。該項(xiàng)工作得到了海南省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持。

 

　　文章鏈接： https://doi.org/10.3390/ijms231911768