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圖1 不同基因型森林草莓成熟果實(shí)的照片

圖2 野生型森林草莓“Ruegen”和RAP-ox;rap中處于不同發(fā)育階段的花器官和果實(shí)的著色情況

或紅或粉或白，顏色決定著草莓是否具有誘人的“外貌”。現(xiàn)有草莓品種大部分為紅果，少數(shù)白果品種受到人們的青睞，如“小白”和“白雪公主”等。近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授康春穎課題組在Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表最新研究成果，揭示了RAP基因在草莓果實(shí)著色中的應(yīng)用前景。

論文通訊作者康春穎告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，花青素是草莓果實(shí)的主要呈色色素。該課題組前期通過(guò)EMS誘變二倍體森林草莓（Fragaria vesca）白果品種Yellow Wonder，獲得了一個(gè)rap突變體。進(jìn)一步研究表明，草莓中的RAP基因編碼一個(gè)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GST）,負(fù)責(zé)將花青素從細(xì)胞質(zhì)中轉(zhuǎn)運(yùn)到液泡中儲(chǔ)存，是導(dǎo)致果實(shí)和葉柄著色的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。

研究者將RAP-ox穩(wěn)定轉(zhuǎn)化至rap突變體，出乎意料的是，果實(shí)能夠由白轉(zhuǎn)紅，而且與野生紅果草莓不同的是，果肉也能變紅（圖1）。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，RAP-ox果實(shí)在花期和果實(shí)早期即能積累大量花青素（圖2），原花青素含量也顯著升高，這與野生型紅果草莓在轉(zhuǎn)色期才著色截然不同。

論文第一作者高綺介紹，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，花青素途徑基因在RAP-ox中并未上調(diào)表達(dá)，因此這種轉(zhuǎn)變可能發(fā)生在蛋白水平或代謝水平；另外，成熟果實(shí)的花青素化合物組成也不同于野生型。該研究首次揭示了加強(qiáng)花青素運(yùn)輸能力能夠激活和促進(jìn)花青素積累。

此外，研究者采用CRISPR  Cas9技術(shù)在栽培草莓“寧玉”中敲除RAP基因，在T0代即獲得了多個(gè)成功敲除RAP的株系，其果實(shí)顏色由紅轉(zhuǎn)白，花青素含量急劇減少；在T1代，該表型可以穩(wěn)定遺傳。這些結(jié)果不僅說(shuō)明RAP基因可用于白果草莓育種，而且表明基因編輯技術(shù)能夠用于栽培草莓的遺傳改良。

該項(xiàng)成果得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和中央高?；究蒲谢鸬闹С?。

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)