陶星宇,刘若南,焦玉茹,袁凯莉,潘琦,张绍铃,陶书田

(南京农业大学梨工程技术研究中心,江苏 南京 210095)

苯丙氨酸不仅是蛋白的组成部分也是苯丙素代谢途径的主要前体[1]。在苯丙素代谢途径中,苯丙氨酸经过一系列酶的反应合成木质素单体,这些单体被运输到邻近的细胞壁聚合形成木质素[2]。木质素的积累是形成次生细胞壁的必要条件,其对于植物的形态支撑和水分运输至关重要[3],也是植物从水生到陆生的重要标志[4]。

前酪氨酸脱水酶(ADT)作为合成苯丙氨酸的关键酶,是碳底物进入木质素合成的关键枢纽[5]。光合作用在叶绿体中产生的含碳化合物通过多种代谢途径进入木质素合成,其过程开始于磷酸烯醇丙酮酸(PEP)和赤藓糖-4-磷酸(E4P)在莽草酸途径中转化为分支酸盐,这是芳香族氨基酸和其他化合物合成的直接前体,如维生素K1和B9[6]。在色氨酸生物合成途径的初始反应中,分支酸变位酶用于合成预苯酸和酪氨酸[7-8]。预苯酸氨基转移酶将预苯酸转化为前酪氨酸,最后通过ADT脱羧和脱水生成苯丙氨酸[9]。苯丙氨酸在经过苯丙素代谢途径合成木质素单体后,再进一步聚合成结构复杂的木质素[10]。

‘砀山酥梨’是我国栽培面积最大,也是栽培历史最悠久的梨品种之一。其果肉中含有大量石细胞,导致其口感和品质不佳[11-12]。梨石细胞的形成是由木质素大量积累所导致的[13],对于合成木质素单体的苯丙素代谢途径,相关的研究已经较为完整[14-15],但是对于合成苯丙氨酸的上游基因ADT的研究较少,在梨中暂无相关报道。……