柑橘是全球和我国最重要的果树之一，2022年我国柑橘种植面积超过4500万亩，产量超过6000万吨，在国民经济发展和乡村振兴事业中发挥重要作用。柑橘色泽种质资源丰富，选育色泽多样的优质品种是柑橘育种的重要方向。然而，部分品种色泽不稳定导致商品性不佳。因此，探讨类胡萝卜素稳定储存的细胞器及其控制基因至关重要。
近日，我校果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室邓秀新教授和曾云流副教授课题组在Plant Journal发表了“Multi-omics analyses reveal the importance of chromoplast plastoglobules in carotenoid accumulation in citrus fruit”的研究论文，本文发现柑橘果肉有色体主要有晶状有色体（特异积累番茄红素和β-胡萝卜素）和球状有色体（特异积累β链类胡萝卜素）两种类型组成，其中球状有色体中质体小球的形成与β链类胡萝卜素积累相关，并稳定储存于果实中（图1）。
图1. 柑橘果肉有色体多样性及其与类胡萝卜素之间的关系
之后，在柑橘有色体纯化的基础上，利用密度梯度离心方法建立了有色体质体小球的分离提纯方法（图2）；利用比较蛋白质组学与比较脂质组学构建了质体小球定位蛋白网络和质体小球脂质谱（图3）。
图2. 有色体中质体小球的分离提纯方法的建立
图3. 质体小球蛋白和脂质谱
随后，利用蛋白组、脂质组及转录组数据关联分析，并结合遗传学挖掘并验证了CsELT1的功能。结果表明CsELT1通过形成富含三酰甘油（TGA）的脂溶性环境，促进质体小球中β链类胡萝卜素的积累（图4）。
图4. CsELT1参与类胡萝卜素和脂质的形成
综上所述，以上研究为选育稳定、不易被降解的类胡萝卜素素的种质资源提供了重要基因资源和研究方向。
我校果树系已毕业博士生刘云为论文第一作者，我校果树系邓秀新教授和曾云流副教授为该论文共同通讯作者，叶俊丽副研究员、谢宗周高级工程师、Robert M Larkin教授，以及在读研究生张颖梓、已毕业研究生祝曼、郑雄杰等参与了研究。新西兰植物与食品研究院Ross Atkinson, Niels J Nieuwenhuizen、Charles Ampomah-Dwamena等参与指导了。相关工作本研究得到了国家自然科学基金项目、国家现代柑橘产业技术体系、国家重点研发等项目的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16519
作者、审核人：曾云流
