科研人员揭示猕猴桃果实淀粉体生物发生和分化的潜在分子机制

近日，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室程运江教授/曾云流副教授课题组在The Plant Journal发表了题为The kiwifruit amyloplast proteome (kfALP): a resource to better understand the mechanisms underlying amyloplast biogenesis and differentiation的学术论文，揭示了猕猴桃果实淀粉体生物发生和分化的潜在分子机制。

揭示猕猴桃果实淀粉体生物发生和分化的潜在分子机制

我们发现黄肉和绿肉猕猴桃果实的淀粉体的生物发生模式相似，都由叶绿体分化而来。然而，其淀粉体分化模式却存在差异：黄肉猕猴桃果实淀粉体分化为含有大量质体小球的有色体，并伴随着淀粉颗粒的降解和类囊体膜的消失，而绿肉果实的叶绿体结构一直比较稳定（图1）。这很好地解释了滞绿/褪绿表型，并构成了甜度风味形成的结构基础。

图1. 猕猴桃果实淀粉体形成与分化模式

我们创造性地发明了一种基于密度梯度离心方法的猕猴桃果肉淀粉体的分离提纯方法，并将之成功的应用到黄/绿肉的不同发育与成熟期质体的分离提纯。基于此，我们首先利用Label-free和TMT技术，解析并构建了目前为止最大的淀粉体蛋白谱库（图2）。其次，比较蛋白组学分析表明GWD、PWD及BAM等多个参与淀粉代谢的关键蛋白，可能参与淀粉颗粒的降解；TOC/TIC以及ATPase蛋白可能参与淀粉体生物形成与分化。更为重要的是，我们发现光合作用和四吡咯途径相关蛋白在两种果实淀粉体分化过程中的变化模式存在显著差异，推测二者可能是影响淀粉体分化的关键蛋白。

综上所述，上述结果重塑了以淀粉体为中心的质体分化网络，为猕猴桃果实品质提升，提供了重要研究方向。

图2. 淀粉体分离提纯、蛋白谱及其分化机制

华中农业大学园艺学博士李昂为论文第一作者，华中农业大学果树系曾云流副教授为该论文通讯作者，程运江教授、已毕业研究生林加嘉和浙江省农业科学院邓志平研究员等参与了研究。新西兰植物与食品研究院Ross Atkinson, Niels J Nieuwenhuizen、Charles Ampomah-Dwamena 等对该研究进行了指导。本研究得到了国家自然科学基金项目面上项目、国家现代农业柑橘产业技术体系、国家重点研发、湖北省重点研发等项目的资助。