探討檸檬酸生合成之表觀遺傳學以解開檸檬風味的秘密
2025/09/26 @國際
摘要
探討檸檬果實發育過程中DNA甲基化與檸檬酸生合成及累積的關係，發現CHH序列甲基化顯著增加，與檸檬酸生合成酵素高度相關，為高品質柑橘育種奠定基礎。
示意圖
作為世界上最具經濟價值的柑橘類水果之一，檸檬因其獨特的酸度及風味而備受喜愛，儘管檸檬酸對於水果風味的影響已有廣泛研究，其調控的分子機制仍然難以捉摸，因此中國南京農業大學與廣西大學合作，探討檸檬酸之表觀遺傳學(epigenetics)，解析DNA甲基化如何影響檸檬酸的生合成與累積。
DNA甲基化分析：揭示果實發育的表觀遺傳調控
表觀遺傳學主要研究在不改變DNA序列的情況下，環境如何影響基因的表達，而DNA甲基化是其中重要的調控機制之一，在核苷酸-尤其胞嘧啶(cytocine, C)接上甲基基團，通常會抑制該基因活性，使得基因表達改變。研究團隊以香水檸檬為材料，建構涵蓋27,945個基因及51.37%重複序列、共364.85Mb資料量的高品質基因組序，並對各個檸檬果實發育階段進行DNA甲基化的全面分析。結果顯示隨著果實逐漸成熟，序列CG、CHG甲基化程度下降而CHH甲基化程度則激增，CHH甲基化與活化檸檬酸生合成相關酵素基因呈高度相關。此外，RNA引導DNA甲基化路徑(RNA-directed DNA methylation pathway, RdDM)相關基因在果實發育時大量表達，推測為CHH甲基化激增的原因，相關文獻發表於Horticulture Research期刊。
透過繪製香水檸檬基因組合DNA甲基化圖譜，探討果實發育過程中DNA甲基化的動態變化，為釋放其遺傳潛力邁出重要一步，期望未來能應用於柑橘育種，藉此開發更高品質的品種。
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