科學家發現調控柑橘“降酸增甜”的關鍵基因模塊

　　近日，湖北省農業科學院果樹茶葉研究所聯合華中農業大學園藝林學學院，在柑橘風味品質形成機制研究中取得新進展。研究團隊鑒定出一個可同時調控蔗糖積累與檸檬酸代謝的關鍵基因模塊，為柑橘風味品質定向改良提供了新的理論依據和分子靶點。相關成果已在線發表于國際植物學期刊《植物細胞》。

論文截圖。湖北省農科院供圖

　　據悉，柑橘是全球栽培面積最廣的水果之一，其口感形成主要取決于糖酸比。其中，蔗糖和檸檬酸分別是決定甜味和酸味的關鍵成分。隨著果實成熟，蔗糖含量不斷升高，檸檬酸則逐步降解，二者的動態變化共同塑造了柑橘的最終風味。長期以來，學界普遍認為，柑橘糖、酸性狀主要由不同基因分別控制，而對二者協同調控機制的認識相對有限。

　　圍繞果實發育關鍵階段，研究人員選取6個代表性柑橘品種開展研究，系統整合多組學數據，首次構建了柑橘果實成熟期轉錄調控與表觀調控協同變化圖譜。基于該圖譜，團隊篩選并鎖定了兩個關鍵功能基因——CrHSFA6B和CrbZIP5b。

　　功能驗證顯示，CrbZIP5b的激活能夠促進蔗糖積累，CrHSFA6B的激活則有助于檸檬酸降解。在果實成熟相關激素ABA的作用下，CrbZIP5b不僅自身表達被激活，還可進一步激活CrHSFA6B，從而將“增糖”與“降酸”兩個過程耦聯起來，推動柑橘果實風味由偏酸向偏甜轉變。

　　湖北省農科院果茶所研究員吳黎明介紹，過去在柑橘育種中，高糖和低酸往往需要作為兩個目標性狀分步篩選。研究人員通常要先從大量育種材料中篩選出糖度達標的品系，再繼續篩選酸度適宜的材料，因此育種流程長、難度大，一個新品種的培育往往需要10年甚至更長時間。此次研究鑒定出的關鍵基因模塊，相當于為柑橘糖酸比調控找到了重要控制節點。通過對相關基因進行精準調控，未來有望同步影響果實“增糖”和“降酸”過程，從而提升育種效率，并推動不同風味柑橘品種的定向培育。

　　研究還表明，該基因模塊在柑橘屬中具有較高的功能保守性，具備較好的廣泛應用前景，未來有望推廣應用于椪柑、甜橙、柚、金柑等不同柑橘類群的品質改良。