我校在苹果果实色泽发育研究中取得新进展

2019年7月25日，北京农学院植物科学技术学院姚允聪课题组在The Plant Journal在线发表了题为“Systematic identification of long non-coding RNAs expressed during light-induced anthocyanin accumulation in apple fruit”的研究论文。该研究分析了苹果果实中长链非编码RNA (lncRNA)在花色素苷生物合成中的潜在作用，阐述了miRNA156a的decoy lncRNA参与果皮色泽形成的调控新机制。

果实色泽是苹果果实品质的重要性状，它不仅是果实商品价值的重要指标，而且对于抵御果实发育过程中生物和非生物胁迫具有重要生理意义。果实发育过程中，色素的积累与光照密切相关。充足的光照能够促进果实发育过程中次生代谢物质如花色素苷的快速积累，提高果实着色面积。为探究光调控苹果果实着色的分子调控机理，本研究对光照处理的苹果果实不同时间点进行了转录组、miRNA和lncRNA测序，通过miRNA-lncRNA-mRNA表达关联分析和内源性靶标模拟(eTM)分析，鉴定出两个差异表达的lncRNA，分别命名为MLNC3.2和MLNC4.6，而这两个lncRNA可以作为miRNA156a的靶标模拟物，促进SPL2-like和SPL33转录因子的表达。在苹果果实和愈伤组织中，瞬时和稳定转化MLNC3.2，MLNC4.6或SPL转录因子，能够促进花色素苷的积累，而沉默或过表达miRNA156a能够影响MLNC3.2，MLNC4.6或SPL的表达。这些结果表明MLNC3.2和MLNC4.6作为miR156a的eTM起作用，并且在光诱导的花色素苷生物合成期间阻止miR156a对SPL2-like和SPL33的剪切。本研究建立了光下苹果果实花色素苷生物合成过程中miRNA-lncRNA-靶基因的分子调控模型。同时为探索苹果果实花色素苷生物合成机理提供了新的思路。

该研究由北京农学院姚允聪教授课题组完成，北京农学院园艺学科在读硕士研究生杨拓和马华鹰为论文第一作者，姚允聪教授、田佶副教授为论文通讯作者。相关工作得到了国家重点研发计划、北京市高精尖学科建设项目的资助。

The mechanism of MLNC3.2 and MLNC4.6 in coordinating apple peel coloration during treatment with different light sources