NAC与ERF协同转录调控柿果实采后脱涩的机制研究

Persimmon (Diospyros kaki) is a unique fruit originated from China. The majority of Chinese persimmon belongs to the astringent type. Therefore, postharvest de-astringency is an important issue for persimmon industry. We previously studied various de-astringency treatments and identified several genes including DkADH1, DkPDC1 and DkPDC2 involved in persimmon de-astringency. The present project will focus on co-regulation of transcription factor NAC and ERF in de-astringency of postharvest persimmon fruit. Differentially expressed NAC transcription factors will be isolated by deep sequencing technology and QPCR. Transcriptional regulatory roles of NAC gene(s) and interaction and co-regulation of NAC and ERF genes will be analyzed with dual-luciferase system and yeast two-hybrid system. The functions of NAC in persimmon fruit de-astringency will be characterized with transient expression and transgenic study. The results of the present project will provide new insight for astringency manipulation of persimmon fruit and provide new evidence for improving postharvest technology of the persimmon industry.

柿是我国特色浆果，目前栽培品种以涩柿为主，因此采后脱涩是柿产业的瓶颈问题之一。本项目围绕柿果实脱涩转录调控机制这一科学问题，以前期柿果实脱涩技术研发、脱涩相关结构基因（DkADH1、DkPDC1/2）鉴别和深度测序为基础，研究不同脱涩处理对柿果实采后脱涩的影响；采用生物信息学手段和QPCR技术，筛选在不同脱涩处理中差异表达NAC等转录因子；利用双荧光素酶体系、酵母杂交技术等研究，明确参与柿果实脱涩相关结构基因转录调控的关键NAC等转录因子，及其与DkERF的互作关系和协同机制；利用瞬时表达技术和转基因技术等，开展相关转录因子的异源和同源功能验证。研究成果可丰富柿果实采后脱涩的转录调控机制，也可为采后果实品质调控研究增添新内容。

成熟的涩柿需经采后脱涩方可食用，而目前主栽柿品种以涩柿为主。本项目围绕柿果实采后脱涩的转录调控机制这一科学问题，以NAC、ERF、MYB转录因子为核心，探讨不同转录因子对柿果实采后脱涩的协同调控模式。研究了不同采后处理（CO2、N2、CO2结合1-MCP等）对不同品种柿果实采后脱涩（可溶性单宁、乙醇、乙醛）的调控；利用转录组测序筛选获得了柿果实11个DkNAC基因、12个DkERF基因（新增）、6个DkMYB基因；利用双荧光素酶体系、酵母单杂体系、启动子点突变等体系，明确了DkNAC7/9/11、DkERF9/19、DkMYB6等转录因子可直接结合并诱导脱涩相关靶标基因（DkADH1、DkPDC2）的启动子；进一步利用酵母双杂结合双荧光素酶体系，发现了DkNAC7与DkERF9/19具有蛋白互作且对DkPDC2启动子具有协同增效效应；同时也发现了不同转录因子间的级联转录调控效应、转录因子自激活效应等。利用瞬时表达体系、转基因体系等，对部分转录因子进行了功能验证。基于上述研究结果，构建了柿果实采后脱涩的转录调控初步模型，不仅进一步丰富了柿果实采后脱涩的分子生物学机制，也对模式植物低氧响应机制具有一定补充。项目研究成果已在Plant Biotechnol J、Postharvest Biol Tehcnol、Int J Mol Sci、PLOS ONE等刊物发表SCI论文5篇（其中IF>5.0论文1篇; 5.0>IF>3.0论文2篇），获得授权国家发明专利1项，培养研究生9名，已按项目合同完成各项任务指标。