Раскрыта регуляторная сеть сахаров и органических кислот в плодах арбуза

Команда по физиологии и выращиванию арбуза и дыни Чжэнчжоуского института исследований фруктов сделала новый шаг в изучении регуляции метаболизма сахаров и органических кислот в плодах арбуза. Были проанализированы изменения сахаров и органических кислот в процессе развития плода и идентифицированы ключевые генетические сети, контролирующие этот метаболизм. Результаты обеспечивают теоретическую основу для селекции арбуза на качество и имеют важное значение для развития отрасли и повышения уровня селекции в Китае. Результаты опубликованы в журналах Horticulture Research и Scientia Horticulturae.

Содержание сахаров и органических кислот определяет вкус и сенсорное качество арбуза. В качестве материалов использовались сладкий арбуз '203Z' и кислый арбуз 'SrW' его изогенной линии. С помощью WGCNA-анализа транскрипционных и метаболомных данных были найдены гены и сети генов, коэкспрессируемые с метаболизмом гликолевой кислоты. Были идентифицированы три сети экспрессии генов, включающие 2443 гена, высококоррелированных с метаболизмом сахаров и органических кислот.

Анализ значимости и qRT-PCR позволили отобрать семь ключевых генов, участвующих в этом метаболизме:

• Cla97C01G000640, Cla97C05G087120, Cla97C01G018840 — транспортеры сахаров.
• Cla97C03G064990 — синтаза сахарозы.
• Cla97C07G128420, Cla97C03G068240, Cla97C01G008870 — высококоррелированы с яблочной и лимонной кислотами, являясь их транспортерами и регуляторами.

Валидация в естественной популяции показала, что экспрессия этих семи генов имеет значимую положительную корреляцию с содержанием сахаров и органических кислот в плодах арбуза.