JEB | 浙江大学殷学仁教授课题组取得柿基因组及柿果实脱涩保脆研究新进展

柿（Diospyros kaki Thunb.）属于柿科柿属，在我国有3000多年的栽培历史，包含丰富的品种资源。我国是柿的分布中心和原产中心之一。目前柿在中国、日本、韩国、西班牙等国均有种植，并受到越来越多的国家和人民的喜爱。柿果实富含单宁等物质，具有较高的营养价值。但目前栽培柿品种多为涩柿，采后需经过脱涩处理方可食用。但脱涩后果实多易软化损耗，因此柿果实如何脱涩保脆是重要的产业问题。

近年来，殷学仁教授团队在柿果实脱涩保脆机制方面开展了持续研究工作，陆续明确了乙烯响应因子是影响脱涩的主要调控因子，并解析了其调控网络。近期，JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY发表了题为 “High CO₂/hypoxia-induced softening of persimmon fruit is modulated by DkERF8/16 and DkNAC9 complexes ”的研究论文，该研究进一步解析了ERF-NAC转录因子复合体对柿果实采后脱涩软化的调控作用。本研究中，课题组通过多处理间的转录组比较分析，获得了227个可能参与柿果实采后软化的差异表达基因，其中包括17个转录因子。通过烟草双荧光素酶、EMSA等，发现DkNAC9能够转录激活DkEGase1启动子活性。进一步分析表明，DkNAC9和前面报道过的DkERF8/16对DkEGase1启动子存在一个协同增效现象，且DkNAC9与DkERF8/16之间存在蛋白互作。结合前期研究（Wang等，2017，PBJ），认为ERF和NAC转录因子协同参与了柿果实脱涩后软化过程的纤维素和半纤维素降解，后期有望通过这些关键基因实现对柿果实脱涩保脆性状的控制。 

图1 高浓度CO₂添加1-MCP对‘镜面柿’果实的脱涩保脆效果

基因组是分子生物学及遗传学研究、分子标记开发、育种等工作的重要基础。近年来，基因组学研究取得了长足发展，越来越多的植物基因组序列相继公布，极大地推动了相关研究的开展。但柿科柿属植物基因组进展缓慢，严重制约了相关研究工作。殷学仁教授联合中国林业科学研究院亚热带林业研究所（简称亚林所）、西北农林科技大学等单位在HORTICULTURE RESEARCH发表了题为The persimmon (Diospyros oleiferaCheng) genome provides new insights into the inheritance of astringency and ancestral evolution的研究论文，报道了二倍体‘油柿’（2n=2x=30）的基因组序列并通过遗传图谱分析研究了其进化关系。研究通过Illumina Hiseq和PacBio测序技术，共得到86 Gb的原始数据，利用Canu软件去除杂合序列并组装得到油柿全基因组序列，其大小为849.53 Mb，Contig N50为890.84 kb，预测得到32516个蛋白质编码基因。进一步通过Hi-C技术将其中799.71 Mb（占全基因组序列的94.14%）的序列定位到15条染色体上。相关数据已构建成网站（http://www.kakiwi.zju.edu.cn/cgi-bin/persimmon/index.cgi），将有助于国内外相关研究及育种等工作。

图2 柿全基因组序列图谱

上述J Exp Bot论文的通讯作者为殷学仁教授，博士生研究生吴薇（在读）和王苗苗（现任职于河南农业大学）为共同第一作者，论文链接https://doi.org/10.1093/jxb/eraa009。Hortic Res论文的通讯作者为殷学仁教授和亚林所龚榜初研究员，第一作者为博士生研究生祝庆刚（现任职于西北农林科技大学），亚林所徐阳博士为共同第一作者。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41438-019-0227-2。

本文转载自浙江大学农业生物技术学院