研究人员鉴定到槟榔DOF基因家族成员参与幼果脱落过程调控

近日，中国热科院椰子所在槟榔果实脱落调控研究方面取得新进展，首次从基因组水平上系统鉴定了槟榔DOF基因家族成员，并提出了其与槟榔果实早期脱落过程的关系，该研究为进一步解析槟榔果实脱落的分子调控机制奠定了基础。

槟榔（Areca catechu L.）是海南重要的经济作物，幼果异常脱落严重影响产量，是槟榔种植产业中亟待解决的问题。果实脱落由多种环境和发育信号所触发，研究团队前期通过转录组分析发现DOF基因家族成员在幼果脱落过程中表达量出现显著变化。DOF（DNA binding with one finger）基因家族是一类植物特有的转录因子，它属于锌指蛋白超家族（zinc finger super-family）。本研究对槟榔AcDOFs进行了全基因组分析，分析了其基因结构、系统发生关系、启动子区域、染色体位置和共线性。同时观察了槟榔果实在脱落前后离层的细胞结构变化，并比较了“即将脱落”与“未脱落”的离层区域中AcDOFs基因转录水平，在果实离层中鉴定出6个关键的AcDOF基因，并进一步将其中3个AcDOFs鉴定为与果实脱落进程相关的关键基因。

研究进一步利用TF (Transcription Factor)-Centered Yeast One Hybrid技术筛选到了关键基因AcDOF4可能识别并结合的33个motifs，这些motifs存在于一些已知的、与脱落有关的基因启动子区域，包括编码纤维素合酶、果胶甲酯酶、聚半乳糖醛酸酶、伸展蛋白等基因。与预测一致的是，这些基因在“即将脱落”与“未脱落”果实离层中表达差异显著。以上结果为深入研究槟榔DOF家族基因的生物学功能、解析槟榔果实脱落的分子调控机制研究奠定了基础。

图 槟榔果实离层细胞形态学分析

图 共线性分析

该成果以“Genome-wide identification of the DOF gene family involved in fruitlet abscission in Areca catechu L.”为题发表于《International Journal of Molecular Sciences》。中国热科院椰子所李佳助理研究员为这篇文章的第一作者，中南林业科技大学李萌副教授为通讯作者。该项工作得到了海南省重点研发专项等项目经费的支持。