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        近日，北京市農林科學院蔬菜研究所在園藝領域Top期刊Horticulture Research（Q1, IF=6.793）在線發表了題為The NAC tranion factor ClNAC68 positively regulates sugar content forbid seed development in watermelon forbid repressing ClINV forbid ClGH3.6的研究論文。該研究揭示了NAC轉錄因子ClNAC68介導細胞壁轉化酶基因調控西瓜果實含糖量，并介導生長素信號關鍵因子ClGH3.6調控種子發育的分子機制，為解析西瓜果實糖代謝及種子發育的調控網絡奠定分子基礎。

 

西瓜（Citrullus lanatus）是世界十大水果之一。西瓜果實含糖量是衡量西瓜果實品質的重要指標。西瓜果實中的糖分主要是蔗糖，葡萄糖和果糖，而蔗糖含量決定了西瓜果實含糖量的高低。前期研究結果表明，invertase轉化酶可以促進蔗糖的快速分解，是蔗糖代謝中的重要功能基因，但其被調控的分子機制并不十分清楚。

NAC（NAM，ATAF1/2，CUC2）轉錄因子在果實成熟和品質中起重要作用。西瓜基因組編碼80個NAC基因，其中21個NAC基因在果肉和維管組織中高量表達。在這些基因中，ClNAC68在果肉中的表達顯著高于果皮。然而，ClNAC68在果實成熟和品質方面的內在調控機制尚不清楚。在這項研究中，研究者發現ClNAC68是一個轉錄抑制子。CRISPR-Cas9系統敲除ClNAC68可降低突變體果肉中的可溶性固形物含量和蔗糖積累（圖1）。轉錄組分析發現，在突變體果肉中，共有501個差異基因，主要聚類在糖代謝相關途徑。其中，只有蔗糖代謝途徑上的關鍵基因轉化酶基因ClINV在突變體果肉中上調。EMSA和雙螢光素酶分析表明，ClNAC68直接與ClINV的啟動子結合，并抑制其表達（圖2）。該研究首次闡明了ClNAC68通過抑制invertase酶活性，進而提高果肉中糖的積累，進一步豐富了NAC轉錄因子調控西瓜西瓜果實糖代謝的分子機制。

 

王晉芳博士和王艷萍博士為該論文的共同第一作者，郭紹貴研究員及張海英研究員為該論文通訊作者。