甜橙基因组及果实色泽品质形成机制

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获奖名称：

自然科学奖

获奖区域：

教育部

获奖等级：

一等奖

主要完成人：

徐强;邓秀新;叶俊丽;徐娟;陈玲玲;潘志勇;曾云流;谢宗周;程运江;陈春丽;柴利军

第一完成单位：

华中农业大学

获奖时间：

2018

项目名称：

果实色泽形成机理与调控

联系人：

许炎生

联系电话：

027-87282038

电子邮件：

xysh@mail.hzau.edu.cn

邮编：

地址：

湖北省武汉市南湖狮子山

合作完成单位：

单位电话：

027-87282038;87282027

传真：

027-87384670

网址：

推荐单位(专家)：

湖北省科技厅

摘要：

　　柑橘是我国南方及全球最重要的果树之一，甜橙产量约占所有柑橘类型的60%，是全球最重要的柑橘作物。色泽是果实外观品质的核心，色泽代谢物也是一类重要抗氧化物质，对人类健康有益。目前对植物花青素色素成分的代谢与调控已经十分明晰，但对类胡萝卜素色素成分积累与调控机制还不清楚。10年来，在国家科技部973项目及国家自然科学基金重点项目、创新群体的支持下，我们从突变体收集与创制、甜橙基因组、色泽形成、有色体分化等角度开展了研究，揭示了柑橘果实色泽形成机制。主要创新点如下： 　　1.发掘并创制了甜橙基因组及色泽调控研究的特殊材料。从柑橘产区中收集到我国特有的色泽突变体7个。诱导保存世界上数量种类最多、涵盖面最广的柑橘离体愈伤库，以愈伤为模型建立起离体研究类胡萝卜素代谢与基因功能研究的快速体系。 　　2.报道了世界上首例柑橘基因组序列图谱，揭示了甜橙杂合基因组的序列和表达特征；构建了柑橘领域国际上使用广泛的基因组分析平台；建立柑橘代谢组学研究平台，并创建柑橘色泽、苦味、香味、糖酸、风味等品质的大规模基础数据库。 　　3.首次提出了柑橘果肉有色体分化的模型，解析了甜橙果实番茄红素积累的亚细胞器基础；明晰了甜橙突变性状形成关键步骤为番茄红素环化，揭示了类胡萝卜限速酶（PSY），番茄红素环化酶（LCYb）和类胡萝卜素裂解酶（CCD4b）等关键基因的等位多态性及等位调控机制。研究结果丰富了果实类胡萝卜素代谢的调控与存贮机制，为果实色泽改良提供了重要基因资源。 　　项目不足之处主要是由于柑橘是多年生物种，一般5-8年结果，对于果实色泽性状的正向遗传定位分析还不够，未来需要进一步结合有性分离群体及全基因组关联分析发掘控制果实色泽的基因。 　　本项目于2006年至2015年间在Nature Genetics，Plant Physiology， Plant Journal等刊物发表SCI论文58篇，10篇代表性论文的SCI他引总次数726次。甜橙基因组数据库已被103个国家/地区的科研工作者访问一百五十万余次，扩大了我国在果树基础研究领域的国际影响力。