研究小組揭示了李子基因組中含有幾個MYB10基因的拷貝,其中一個拷貝的DNA變異導致李子的果皮中含有花青素(呈藍色到紅色)或不含有花青素(呈黃色或綠色)。
抗氧化色素花青素的存在和積累決定了李子果實的色調,這種化合物的合成受MYB10基因的調控。現在,來自農業基因組學研究中心(CRAG)和農業食品研究與技術研究所(IRTA)的研究人員發現了決定日本李子皮顏色的基因。在科學雜志《Frontiers in Plant Science》上發表的一項研究中,研究小組揭示了李子基因組中含有幾個MYB10基因的拷貝,其中一個拷貝的DNA變異導致李子的果皮中含有花青素(呈藍色到紅色)或不含有花青素(呈黃色或綠色)。
李子因其多汁而備受贊賞,市場上李子的消費品種很多,西班牙是其在歐盟最大的生產國之一,李樹主要種植在埃斯特里馬杜拉、安達盧西亞和穆爾西亞地區。這項新的研究為李子育種計劃中早期選擇有色和非有色水果提供了一個高效的工具,這一進展與聯合國大會指定的國際果蔬年(IYFV)的目標相一致,提高水果食品系統的效率,并通過食用水果促進健康營養。
花青素的功能
花和水果的紅色到藍色是由花青素引起的,花青素是一組抗氧化色素,能促進花授粉,保護植物免受光損傷和脫水。在我們的飲食中加入這些健康的抗氧化劑,可以起到抗癌和消炎的作用,還可以預防心血管疾病、糖尿病和肥胖癥。
蘋果、梨、桃子、杏子、李子、櫻桃和草莓,都屬于薔薇科,被廣泛認為是花青素的來源,它們的皮膚和果肉中都含有花青素。由于水果顏色對消費者的選擇和營養質量都有重要影響,因此人們對培育這些作物產生了極大的興趣,以獲得具有不同顏色、色調和圖案的水果新品種,同時提高其健康效益,這并不奇怪。
日本李子
在薔薇科植物中,日本李是果實顏色變化最大的品種之一,從花青素較少的綠色和黃色到紅色、紫色或藍色。“以往對薔薇科植物的研究表明,花青素的合成和積累受MYB10基因的調控。因此,對幾個日本李子的這些基因的分析已經被證明是了解果實顏色是如何決定的一個極好的模型”, 文章一作Arnau Fiol說。
“在這項研究中,我們檢測了一組日本李子品種的MYB10基因,發現它們是高度可變的。令人驚訝的是,我們發現有些品種有一個MYB10基因的三個拷貝,這就構成了對李子顏色變異已經很復雜的分析”, Maria José Aranzana解釋說。“通過研究這些基因變異是如何遺傳的,我們能夠確定哪些基因變異組合與花青素(紅色到藍色)和花青素較少(綠色或黃色)的果皮顏色有關”。
促進新品種開發
想象一下,我們想開發一種新的藍李子品種,其中含有大量的花青素,以受益于其營養特性。新的果樹品種是在育種計劃中通過雜交個體和檢查成百上千的后代來獲得的,這些后代尋找那些表現出所需性狀的品種,比如說藍李子,并且也符合苛刻的產品質量標準。從第一次雜交到新品種的注冊,可能需要10到20年的時間,因為樹木結果實需要很長的時間(李樹大約需要3到4年),而且必須通過幾次詳盡的評估。
“在我們的工作中,我們已經確定了導致花青素在日本李子皮膚中積累或不積累的基因變異。這意味著,只要研究幼苗的DNA,我們就可以有效地預測植物一發芽就會結出的果實的膚色,讓我們能夠迅速丟棄所有能結出綠色果實的幼苗。由于這種早期篩選,我們將需要更小的種植面積和更少的資源(水份、營養、植物檢疫和人類)來獲得所需的富含花青素的李子新品種,從而產生經濟和環境效益”, Maria José Aranzana指出。
本研究所建立的彩色和非彩色李子早期選擇的可靠分子標記可有效地用于育種。預計在苗期水平上,植物將在3-4年內產生的果實顏色將顯著縮短和優化育種過程。由于果實顏色變異的機制在薔薇科中是保守的,這個工具在其他相關的農藝物種中具有花青素決定顏色選擇的前景。
你有沒有見過帶著紫紅色葉片的草莓植株?它們不僅外觀漂亮,還蘊藏著科研新成果。近日,四川農業大學園藝學院教授羅婭草莓課題組在PlosGenetics上發表研究論文。該研究首次揭開了草莓葉片積累花青素的分......
花青素作為植物重要的次生代謝產物,不僅賦予水果豐富的色彩,提升果實的外觀品質,還因其抗氧化作用增加了果實的營養價值。因此,解析果實花青素生物合成的分子機制,一直是園藝領域的研究熱點。近日,四川農業大學......
近日,中國農業科學院煙草研究所煙草功能成分與生物合成創新團隊從中國菰米中鑒定到兩個花青素合成的關鍵調控基因,通過轉水稻功能驗證闡明了其在水稻種子花青素生物強化中的作用機制。相關研究成果發表在《食品化學......
日本九州大學研究人員在新一期《自然·通訊》上發表文章稱,他們開發了一種新的人工智能(AI)工具——QDyeFinder,其可從小鼠大腦的圖像中自動識別和重建單個神經元。該過程涉及使用超多色標記協議去標......
近日,Nature“焦點關注”對沈陽農業大學在漿果(藍莓)加工與營養領域的最新研究進展進行了報道。該報道介紹了沈陽農業大學李斌教授團隊在破解國際漿果加工產業發展的瓶頸問題——天然活性物質花色苷分子穩定......
5月19日,重慶市農科院發布消息,該院果樹所柑橘創新團隊楊蕾、洪林、王敏、李霜等研究人員發布了國際首個血橙高質量基因組。相關研究成果以學術論文近日在國際期刊《科學數據》發表。楊蕾介紹,血橙是一種極具特......
近日,華南農業大學食品學院嶺南特色果蔬加工與營養團隊在國家自然科學基金、香江學者等項目的資助下,系統綜述了原花青素在提取、加工和儲存過程中理化性質及結構變化的研究進展。相關綜述論文相繼發表于《食品科學......
對于醫藥行業來說,顏色開發與控制是生產過程的關鍵。不論是片劑、口服溶液還是膠囊、包衣等,準確及統一的顏色不僅關乎著審美,還關乎著安全。您是否還在用眼睛去目視溶液的顏色?人眼無法量化,對觀察者的顏色經驗......
炎炎夏日,防曬衣成為不少人必備的防曬“利器”。不過,最近有網友發出“靈魂拷問”:為啥穿了防曬衣,還是被曬黑了?那么,防曬衣的防曬原理是什么?為何穿了防曬衣還是會被曬黑?就此科技日報記者采訪了相關專家。......
白三葉是世界范圍內廣泛栽培的優質豆科牧草,其營養價值高、蛋白質含量豐富,為各種畜禽所喜食。然而,白三葉原花青素含量極低,家畜過多單一采食后,蛋白質易在瘤胃中迅速發酵水解,導致大量氣體和泡沫形成,引起臌......