PBJ：华中农业大学康春颖课题组揭示了RAP基因在草莓果实着色中的作用

来源：中国生物技术网 

草莓作为一种重要的水果，具有诱人的外观、出色的口感和丰富的营养，受到全世界人们的喜爱。现有草莓品种大部分为红果，少数白果品种受到人们的青睐，如‘小白’和‘白雪公主’等，因此果实颜色育种成为草莓的育种目标之一。近日，华中农业大学康春颖教授课题组在植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了题为Genetic modulation of RAP alters fruit coloration in both wild and cultivated strawberry的研究论文，揭示了RAP基因在草莓果实着色中的应用前景。

花青素是草莓果实的主要呈色色素。该课题组前期通过EMS诱变二倍体森林草莓（Fragaria vesca）白果品种‘Yellow Wonder’，获得了一个rap突变体；进一步研究表明，草莓中的RAP基因编码一个谷胱甘肽S-转移酶（GST）,负责将花青素从细胞质中转运到液泡中储存，是导致果实和叶柄着色的关键转运蛋白。在此研究中，作者将RAP-ox稳定转化至rap突变体，其果实在花期和果实早期即能积累大量花青素，原花青素含量也显著升高，这与野生型红果草莓在转色期才着色截然不同。进一步分析发现，花青素途径基因在RAP-ox中并未上调表达，因此这种转变可能发生在蛋白水平或代谢水平；另外，成熟果实的花青素化合物组成也不同于野生型。该研究首次揭示了加强花青素运输能力能够激活和促进花青素积累。

CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术在作物遗传改良中具有广泛的应用前景，其应用对改良八倍体栽培草莓（Fragaria×ananassa）来说意义尤为重大。在此研究中，作者采用CRISPR / Cas9技术在栽培草莓‘宁玉’（江苏省农科院赵密珍研究员育成品种）中敲除RAP基因，在T0代即获得了多个成功敲除RAP的株系，其果实颜色由红转白，花青素含量急剧减少；在T1代，该表型可以稳定遗传，转基因可以被分离。这些结果不仅说明RAP基因可用于白果草莓育种，而且表明基因编辑技术能够用于栽培草莓的遗传改良。

该研究的第一作者为博士研究生高绮，康春颖教授为通讯作者；此外，骆慧枫（杭州市农业科学研究院）、李永平博士和刘重持教授（美国马里兰大学）也参与了该研究。相关工作得到国家重点研发计划，国家自然科学基金和中央高校基本科研基金的支持。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13317