毛花猕猴桃(Actinidia eriantha),作为中国特有的猕猴桃物种,又名毛冬瓜、毛花杨桃,其果实兼具显著的营养、药用与经济价值,尤其以超高的L-抗坏血酸(即维生素C,L-AsA)含量脱颖而出,成为猕猴桃家族中极具开发潜力的明星资源。维生素C作为人体必需的水溶性抗氧化剂,不仅能增强免疫力、促进胶原蛋白合成,还能辅助肝脏解毒、降低某些癌症的发病风险,而毛花猕猴桃的高维生素C特性,使其在营养保健与药用领域拥有得天独厚的优势。
尽管毛花猕猴桃价值突出,但长期以来,其果实中L-抗坏血酸的积累调控机制一直不够明确,这一难题严重制约了其种质创新与品种改良进程,也阻碍了其优质特性的充分挖掘与产业转化。近期,江西农大联合江西科学院科研团队在《Horticulture Research》发表了题为“The transcription factor AebHLH89 activates AeGMP1 transcription to regulate L-ascorbic acid accumulation in kiwifruit (Actinidia eriantha) revealed by GWAS”的论文,揭示了毛花猕猴桃维生素C调控新机制。

原文链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhag116
研究中,作者选取了216份毛花猕猴桃种质资源,精准测定了其果实中的L-抗坏血酸含量,并运用全基因组关联分析(GWAS)技术成功筛选出与L-抗坏血酸积累显著相关的核心SNP和InDels遗传标记,同时鉴定出AebHLH89、AePPR、AePP2Ab、AePHL1四个关键候选基因,这些基因均对果实中L-抗坏血酸的积累起到正向调控作用。

基于SNP和InDel标记对216个毛花种质资源中L-AsA性状的GWAS分析
为验证关键基因的功能,团队进一步开展了功能实验,结果表明:过量表达AebHLH89基因,能显著提升毛花猕猴桃果实中L-抗坏血酸的积累量;而通过病毒诱导基因沉默(VIGS)技术抑制该基因表达后,果实中L-抗坏血酸含量则出现明显下降。此外,酵母单杂交(Y1H)与双荧光素酶(Dual-LUC)实验初步揭示了其调控机制——AebHLH89基因可结合到AeGMP1基因的启动子区域,激活该基因的转录过程,进而上调L-抗坏血酸生物合成途径,最终促进L-抗坏血酸的合成与积累。

AebHLH89、AePPR、AePP2Ab和AePHL1在猕猴桃中的瞬时表达情况
研究加深了对L-抗坏血酸代谢机制的认知,为猕猴桃的遗传改良、品质提升奠定了坚实的理论基础。研究筛选出的遗传标记与关键基因,为猕猴桃分子标记辅助育种提供了宝贵的遗传资源,可助力快速培育出高维生素C含量的优质猕猴桃新品种,推动猕猴桃种质创新升级。
江西农业大学博士、江西省中医药研究院陈璐助理研究员为论文第一作者,江西农业大学徐小彪教授和江西省科学院生物制造研究所高柱研究员为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金(32460742、32160692)、江西省科学院项目(2022YRC003、2024YYB07)、江西省自然科学基金会(20252BAC240127)以及江西省科技厅重点研发计划(20192ACB60002)的支持。
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