揭开柠檬味道的秘密：柠檬酸的表观遗传学

　　

柠檬特有的味道要归功于柠檬酸，但控制其积累的分子机制长期以来一直是个谜。现在，一项开创性的研究揭示了这一过程背后的表观遗传调控，揭示了DNA甲基化如何影响柠檬酸的生物合成。通过绘制“香水”柠檬的基因组和DNA甲基化图谱，研究人员发现了影响水果风味的动态甲基化变化——这一发现可能会彻底改变柠檬育种，提高柠檬的口感和市场价值。

作为世界上最具经济价值的柑橘类水果之一，柠檬因其独特的酸度而备受推崇，这在其商业吸引力中起着至关重要的作用。虽然对柠檬酸在水果风味中的作用进行了广泛的研究，但控制其积累的分子和表观遗传因素在很大程度上仍然是难以捉摸的。这种知识差距对培育改良柠檬品种和理解驱动果实发育的基本生物学过程都提出了挑战。

为了解决这些空白，研究人员转向表观遗传学来破译DNA修饰如何影响柠檬酸水平。南京农业大学和广西大学的一个研究小组取得了突破，并于2024年1月5日在《Horticulture Research》上发表了他们的研究结果（DOI: 10.1093/hr/uhae005）。他们的研究深入研究了DNA甲基化在柠檬果实发育过程中调节柠檬酸生物合成的作用，为决定柠檬风味的表观遗传因素提供了前所未有的见解。

通过构建高质量的“香水”柠檬染色体水平基因组，该团队在果实发育的各个阶段进行了全面的DNA甲基组分析，该基因组全长364.85 Mb，包含27,945个基因和51.37%的重复序列。他们的发现揭示了DNA甲基化的惊人变化：随着水果成熟，CG和CHG甲基化水平下降，而CHH甲基化水平飙升。值得注意的是，CHH甲基化的增加与柠檬酸生物合成关键基因的激活密切相关，包括磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（ClPEPCK）。此外，研究人员发现，随着果实的发育，参与RNA定向DNA甲基化（RdDM）途径的基因变得更加活跃，这表明该途径在调节CHH甲基化中起着关键作用。