Sugar content is an important factor to determine the fruit qualities. Our previous study found that strawberry receptor-like protein kinase FaFERL1 plays an important role in the regulation of fruit development and ripening, especially in the regulation of sugar metabolism. In this research, we will use strawberry as the material to identify all the sugar components and responsive genes that involved in FaFERL1-mediated sugar metabolism. After that, we will further explore the function of the downstream signal members of FaFERL1, and then we will analysis the specific sugar components and responsive genes that can be regulated by these downstream signal members. Finally, we will use stable transgenic experiments to reveal the specific signal transduction pathways of FaFERL1 in the regulation of sugar mechanism of strawberry fruit development and evaluate their application potential in the quality improvement of strawberry fruit. The study will not only provide a valuable reference for the understanding of sugar metabolism in strawberry fruit, but also provide some candidate signal proteins for using genetic engineering to improve the strawberry fruit quality in the future.
果实含糖量高低是决定果实品质的重要因素。我们前期研究发现,草莓类受体蛋白激酶FaFERL1调控了果实发育、成熟和品质形成,特别是在糖代谢中起着重要作用,但FaFERL1调控糖代谢的具体机理尚不清楚。鉴于此,本研究拟以草莓为材料,首先全面分析FaFERL1调控的具体糖代谢组分及其相应关键结构基因;在此基础上,系统揭示FaFERL1下游可能的信号成员及这些信号成员与果实糖代谢的关系;以此为突破口,深入解析FaFERL1及其下游信号成员调控糖代谢的具体信号转导路径和精细调控机制;最终利用稳定转化材料深入阐明FaFERL1调控草莓果实糖代谢的信号转导机理,综合评价FaFERL1及其调控糖代谢核心信号组分在草莓果实品质改良中的应用潜力。该研究不仅能为我们深入了解草莓果实糖代谢机理提供有价值的参考,同时能为今后利用基因工程进行草莓果实品质改良储备基因资源。
该研究旨在揭示FaFERL基因在草莓果实成熟中的作用及其机理。在系统分析FERL家族成员信息基础上,利用草莓果实瞬时表达FaFERL1及其同源基因FaFERL2,结果表明FERLs基因调控草莓果实成熟及花青素和糖品质形成。为深入揭示FERLs调控草莓果实成熟的分子机理,进一步利用蛋白互作技术分析FERLs互作蛋白,发现FERLs与MAPK级联信号系统的多个MKK成员及MAPK3存在互作。综合利用稳定遗传转化、瞬时基因表达技术及磷酸化分析技术,我们系统揭示了MAPK3介导低温调控草莓果实成熟和花青素积累的信号通路,并鉴定到了具有改善草莓果实着色潜力的候选基因FvMYB104A。上述研究结果为系统阐明草莓果实成熟调控的分子机理奠定了理论基础。通过项目实施,培养博士生2名,研究生4名;以通讯作者(含共同通讯)形式在The Plant Cell、New Phytologist、Journal of Experimental Botany等期刊发表标注论文5篇,其中MAPK3功能分析相关研究论文发表在The Plant Cell期刊;相关研究结果申请专利1项。综上,该项目按要求完成了各项任务指标,为后续全面阐明草莓果实成熟调控的分子机理奠定了基础,提供了新线索。
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数据更新时间:2023-05-31
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