BMC Genomics | 火龍果的轉錄組和代謝組分析揭示了果皮和果肉顏色形成的機制

闡明火龍果果肉和果皮變色的候選基因和關鍵代謝產物，是培育具有優良新口味和高營養價值的火龍果的必要條件。在這裡，使用轉錄組(RNA-Seq)和代謝組分析(UPLC-MS/MS)鑑定了屬於兩種不同量天尺屬物種的三種火龍果的結構和調控基因以及與果皮和果肉顏色相關的關鍵代謝物。作者綜合的轉錄組和代謝組分析表明，獲得紅色的主要策略是增加酪氨酸含量，以促進甜菜鹼途徑的下游步驟。CYP76ADs的上調被提議為導致紅色或無色果肉的顏色變化步驟，這一過程受到WRKY44轉錄因子的調控。基於紅色果肉龍果中花青素代謝物的差異積累，結果顯示除了甜菜鹼生物合成外，還調控了花青素生物合成途徑。然而，未觀察到紅色果肉中花青素的顏色變化步驟，也未發現白色果肉中花青素的生物合成。因此，作者提出紅色龍果果肉的顏色受到WRKYs對CYP76ADs嚴格調控的影響，並且花青素與甜菜鹼的共存不可忽視。由於黃皮和綠皮之間的查爾酮合成酶基因沒有差異調控且在代謝組中未檢測到查爾酮，因此排除了花青素導致黃皮顏色形成的可能性。同樣，控制黃色素的胡蘿蔔素途徑關鍵基因沒有差異調控，說明胡蘿蔔素途徑不參與黃皮顏色形成。總之，作者的研究結果提出了幾個候選基因和代謝物控制一個單一的園藝屬性，即顏色形成的進一步功能表徵。該研究為培育具有商業吸引力的果皮和果肉顏色的火龍果提供了有用的基因組資源和資訊。這些發現將極大地補充現有的關於天然色素生物合成的知識，為其在食品和保健工業中的應用提供依據。

原文資訊：

https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-07133-5
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