近日，果樹所柑橘研究團隊在國際期刊Industrial Crops & Products（中科院農林科學一區TOP期刊）發表了題為“Combined analysis of GC-MS, RNA-seq and ATAC-seq elucidates the essential oils variation and terpenes biosynthesis inCitrus grandis‘Tomentosa’”的研究論文。該研究比較了化橘紅三個不同品係的果實外表皮香氣成分種類和含量，利用轉錄組（RNA-seq）和表觀組（ATAC-seq）深入挖掘調控柑橘香氣成分，主要是萜類物質的生物合成關鍵酶基因的轉錄因子，並在此基礎上比較了三個品係萜類合成結構基因的染色體開放性程度，為進一步深入研究化橘紅萜類代謝調控機理奠定基礎。果樹所樊睿怡副研究員為論文第一作者，曾繼吾研究員為通訊作者，團隊成員參與了相關研究工作。

化橘紅是廣東著名道地藥材，在止咳化痰、化痰、改善肺功能、治療急性肺損傷等方麵發揮重要作用，尤其對久咳不愈等的症狀療效良好。目前，化橘紅產品除了以傳統的果實作為中藥材之外，還有提取其精油製成橘紅爆珠等一係列精深加工產品，對緩解咽部不適等症狀效果良好。然而，目前針對化橘紅精油物質成分及其在植物體內積累的分子機理尚不清楚。

課題組在前期研究基礎上，選擇三個香氣成分差異較大的品係“正毛”（‘ZM’）、“副毛”（‘FM’）和“光青（‘GQ’）為研究材料，對其外果皮進行GC-MS、RNA-seq和ATAC-seq等測試，從代謝物含量、轉錄表達水平及染色質可及性三個方麵比較，係統分析了化橘紅萜類合成途徑的物質、基因及染色質開放水平。通過構建的化橘紅萜類合成代謝通路，挖掘到三個關鍵結構基因。最終，通過多組學聯合分析挖掘到9個轉錄因子可能參與調控柑橘萜類合成，為進一步揭示柑橘萜類物質生物合成調控機理奠定了的基礎。

圖1 化橘紅萜類合成通路及主要結構基因表達量

圖2 轉錄組和ATAC-seq聯合分析挖掘候選轉錄因子及其表達量熱圖

該研究得到國家重點研發計劃（2022YFB3604600）、廣東省重點領域研發計劃（2022B0202070002）、廣東省自然科學基金——青年提升項目（2023A1515030029）、國家現代農業（柑橘）產業技術體係（No. CARS-26）、院“十四五”農業優勢產業學科團隊建設（202113TD）、院“金穎之光”（R2020PY-JG001）以及“青年副研究員”（R2021PY-QF004）等項目資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2023.117996