于国度天然科学基金等项目的资助下，广东省农业科学院蔬菜研究所研究员江彪团队于黄瓜果皮角质层发育研究范畴取患上主要进展，初次乐成构建了黄瓜GELP基因家族的周全数据集。相干结果近日发表在《园艺植物杂志》（Horticultural Plant Journal）。
极度情况前提，如温度猛烈颠簸、持久干旱以和病原体侵袭，会显著滋扰植物的生长发育进程，并致使产量降落。为有用应答这些勒迫，植物于漫长的进化历程中形成为了一套繁杂而精妙的酶体系，此中GDSL酯酶/脂酶卵白（GELPs）饰演着不成或者缺的脚色。
黄瓜GDSL酯酶/脂酶基因的全基因组鉴定和CsGELP57于果实角质层发育中的功效表征。研究团队供图 ?
GELPs以守旧的GDSL基序及四个要害氨基酸（丝氨酸、甘氨酸、天冬酰胺及组氨酸）为特性，于脂质代谢、细胞壁润色以和勒迫相应等多项心理历程中体现出多样化的催化功效。GELPs的焦点功效之一是深度介入植物角质层的生物合成。角质层作为笼罩于植物地上器官外貌的一层掩护性脂质樊篱，不仅可以或许显著加强植株对于各种情况勒迫的耐受性，还有于晋升果实品质方面阐扬着要害作用，例如改善果实采后的保水性，加强其机械强度，延伸货架期等。
此前，于拟南芥及番茄等模式植物中，GELPs于植物发育及勒迫顺应历程中的作用已经获得广泛而深切的研究。然而，于黄瓜这一主要葫芦科蔬菜中，GELPs的基本信息和其于果实角质层发育中的潜于作用仍缺少体系熟悉，这制约了黄瓜品质改进及抗逆育种的进展。论文第一作者、广东省农业科学院蔬菜研究所博士后翟许玲暗示，该研究旨于经由过程全基因组阐发鉴定黄瓜GELP基因家族，并整合基因进化、表达模式、功效验证以和份子对于接等要领，深切切磋要害基因CsGELP57于果实角质层形成中的功效及作用机制。
该研究经由过程全基因组阐发共鉴定出75个CsGELP基因，这些基因漫衍在7条染色体上，重要经由过程串联反复扩增，体三木SEO-系进化阐发将它们分为5个亚家族。守旧基序阐发显示，97%的CsGELP卵白含有Lipase-GDSL布局域。启动子阐发共鉴定出2378个顺式作用元件，重要触及勒迫相应、光相应及激素相应。表达谱阐发显示，CsGELP基因于根、茎、叶、卷须、雄花、果肉及果皮等构造中差异表达，此中VI组的18个基因重要于果皮中高表达。
研究进一步聚焦在果皮特异表达的CsGELP57基因，其表达程度随果实发育进程逐渐升高，与角质层加厚同步。过表达CsGELP57的转基因黄瓜果实外不雅趋在昏暗、角质层显著加厚、表皮蜡质沉积增多，果实保水性及抗机械挤压能力显著加强。亚细胞定位试验证明CsGELP57定位在细胞外空间；份子对于接模仿进一步显示，其经由过程守旧催化三联体与角质层前体物资联合，表示其可能作为酰基转移酶或者水解酶，促成角质及蜡质的生物合成。
该研究初次构建了黄瓜GELP基因家族的周全数据集，并深切阐释了CsGELP57基因于调控果实角质层发育中的要害生物学功效。经由过程过表达CsGELP57基因，可以或许显著晋升黄瓜果实的保水性及抗压性，这一发明为改善果实品质的育种事情提供了有用的基因资源。
相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.hpj.2025.06.010
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