华中农业大学登上Science封面

  其间，芸香科的排泄腔以含有用处广泛的精油而著称。但是，排泄腔发育的分子根底尚不清楚。

  经过遗传作图和基因组修改，该研讨证明晰这一进程需求LATE MERISTEM IDENTITY1 (LMI1)，这是叶片分形的要害调理因子。LMI1启动子的一个保存的GCC盒元件招募dornroschen样(DRNL)进行转录激活。DRNL-LMI1级联触发MYC5激活，促进油胞的发育和精油的生物组成。总归，该研讨结果提醒了叶片形状基因的顺式调控差异，推动了新的功用性安排构成。该研讨为提高金柑类果实鲜食质量和添加甜橙、柠檬等精油产量供给重要理论根底。

  为了防护食草动物和病原体，维管植物进化出了多种防护机制，包含物理防护和化学防护，如刺和排泄结构中的各种化合物。排泄结构包含表皮腺毛状体、表皮下排泄腔、内部树脂管和乳汁管。排泄腔都会存在于陆生植物中，特别是在芸香科、金丝桃科、桃金娘科和豆科等植物科中。在芦科植物中，排泄腔是柑橘类植物的一个显着特征，一般被称为油胞。这些油胞存在于柑橘植物的各种地上部分，在果实的色素果皮区域具有十分显着的浓度。在柑橘油胞内，很多次生代谢物以精油(EOs)的方式贮存，包含单萜烯、脂肪酸和类黄酮。柑橘类EOs在香精、清洁、香精和农化职业中显示出相当大的实用价值，在2022年销售的EOs中占比超越30%。

  指定植物排泄结构的分子途径首要研讨于腺体排泄毛状体，如青蒿和西红柿。这些研讨标明，表皮细胞重编程构成多细胞排泄结构是由IV类同源结构域亮氨酸拉链(HD-ZIP IV)转录因子介导的。虽然对驱动排泄腔构成的潜在形状产生和细胞机制有一些了解，但表皮下排泄结构(如排泄腔)背面的前期发育进程的分子根底依然不知道。这种缺少了解的底子原因是缺少杰出的模型体系和遗传东西做全面查询。

  这幅插图描绘了柑橘类生果的油胞，突出了腺体发育的进程和这些腺体中精油的存在。柑橘精油在调味品、香精等职业中具有极端严重的实用价值。使用发育遗传学剖析，研讨人员阐明晰柑橘油胞发育和精油生物组成的分子调控（图源自Science ）

  研讨人员最近使用高效的CRISPR-Cas9体系在柑橘杂交种类Carrizo citrange (Citrus sinensis ‘Washington’ sweet orange × Poncirus trifoliata)中建立了柑橘刺作为干细胞活性调控的模型体系。该体系也可用于辨认功用安排如油胞的发育机制，由于它的简化性质：径向对称、结尾分解和明晰的顶级-基部鸿沟。

  该研讨提醒了柑橘油胞构成的分子结构。经过遗传作图和基因组修改，该研讨证明晰这一进程需求LATE MERISTEM IDENTITY1 (LMI1)，这是叶片分形的要害调理因子。LMI1启动子的一个保存的GCC盒元件招募dornroschen样(DRNL)进行转录激活。DRNL-LMI1级联触发MYC5激活，促进油胞的发育和精油的生物组成。总归，该研讨结果提醒了叶片形状基因的顺式调控差异，推动了新的功用性安排构成。该研讨为提高金柑类果实鲜食质量和添加甜橙、柠檬等精油产量供给重要理论根底。

  华中农业大学柑橘团队博士研讨生王红星、任杰为论文并列第一作者，果蔬园艺作物种质立异与使用全国重点实验室、华中农业大学园艺林学学院邓秀新院士、张飞教授为论文一起通讯作者。郭文武教授供给了重要协助，柑橘团队多位教师也参加了本研讨。广西特征作物研讨院陈传武以及广西融安县农业乡村局供给了工业信息。