Plant Physiology [2024 IF6.9 ]浙江大學果實品質團隊發現調控柑橘果實酸甜的關鍵因子
近日，浙江大學果實品質團隊在 Plant Physiology 發表了題為“CitSAR-mediated coordination of sucrose and citrate metabolism in citrus fruits”的研究論文。該研究以 ’椪 柑 ’ 及其早熟芽變品種為研究對象，鑒定出一個能夠同時調控柑橘果實糖酸代謝的關鍵調控因子 CitSAR ，并系統解析了其分子作用機制。該項研究不僅為深入理解果實糖酸代謝的協同調控網絡提供了新見解，更重要的是為通過分子育種手段定向改良水果風味品質提供了理論依據和潛在的基因靶點。
柑橘作為全球重要的經濟果樹，其果實品質直接影響市場價值和消費者接受度。其中，蔗糖和檸檬酸作為果實風味品質的核心成分，二者的動態平衡直接決定了柑橘的甜酸口感特征。在果實成熟過程中，蔗糖含量持續上升而檸檬酸逐漸降解， 這一相反的變化趨勢暗示著二者可能存在協同調控機制。雖然已有研究鑒定出多個參與糖酸代謝的關鍵基因，但關于糖酸協同調控的核心轉錄因子及其分子網絡仍缺乏系統認知。
圖 1 CitSAR功能驗證
該 研究以 ’椪 柑 ’ 及其早熟芽變品種（高糖低酸型）為研究對象。通過 轉錄組 測序結合 W GCNA 分析，成功鑒定出一個調控糖酸平衡的調控因子 CitSAR （ Sugar and Acid Regulator ）。在柑橘愈傷組織和番茄中過表達 CitSAR 均表現出促進蔗糖積累和抑制檸檬酸合成的雙重功能。進一步研究發現 CitSAR 能夠特異性識別并結合 CitSPS4 和 CitGAD4 基因啟動子區的 GCC-box 順式作用元件，從而激活這些關鍵代謝酶基因的表達，實現對糖酸代謝的協同調控。 這一重要發現不僅揭示了果實糖酸協同調控的新機制，更為柑橘等水果的品質改良提供了新的分子靶點和理論依據。
圖2CitSAR調控柑橘果實糖酸代謝模式圖
浙江大學劉圣超博士與博士研究生李寅春為本論文共同第一作者，李紹佳副研究員為本論文通訊作者，孫崇德教授指導研究工作，衢州農業 林業科學研究院王登亮高級 農藝師參與了工作。該研究得到了國家重點研發計劃項目 、國家自然科學基金項目 、浙江省自然科學基金杭州市聯合項目 和中央高校基本科研業務費專項基金 等項目的支持。
論文鏈接： https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf228
文章中GUS染色使用了RTU4032 GUS染色試劑盒。