果实色泽好坏直接决定其市场价格 山农大团队揭示激素调控着色机制

□记者王原通讯员杨宇报道

本报泰安讯近日,山东农业大学园艺学院郝玉金团队在果实着色的分子生物学机理研究方面取得新进展,发现MdMYB1蛋白在乙烯和脱落酸这两种激素调控的果实花青苷积累与果实着色过程中发挥重要作用。该研究相关成果先后发表在国际知名学术期刊《植物生理》和《植物、细胞和环境》上。

果实色泽是果树重要的农艺和经济性状,色泽好坏直接决定其果实的市场价格。学者们在前期的研究表明,苹果果实成熟过程中伴随着激素含量的变化,影响果实色泽的形成,其中乙烯和脱落酸均有助于苹果果实花青苷的积累,但对它们作用的分子机制并不清楚。

科研人员研究还发现,MdEIL1和MdERF3这两个基因是苹果乙烯信号转导过程中的关键调控因子。

郝玉金团队初步揭示了苹果果实成熟过程中乙烯和花青苷之间相互调控机制,研究发现在苹果果实花青苷积累过程中,乙烯响应因子MdEIL1蛋白可以与MdMYB1基因的启动子直接结合,并激活其表达,从而促进花青苷生物合成,影响果实着色。同时,MdMYB1蛋白能够与乙烯响应因子MdERF3基因的启动子结合,促进其基因表达,同样提高苹果果实的乙烯合成量。

另外,在研究脱落酸调控花青苷积累过程中,郝玉金团队分离到一个受脱落酸调控的转录因子MdbZIP44。它是碱性亮氨酸拉链(bZIP)转录因子家族成员,与MdMYB1蛋白互相作用,共同调控苹果花青苷的生物合成。在脱落酸诱导条件下,MdbZIP44转录因子通过增强MdMYB1蛋白与下游靶基因启动子的结合,以促进花青苷合成积累。

该团队还发现MdBT2蛋白能够通过泛素-26S蛋白酶体系统降解MdbZIP44蛋白,从而抑制MdbZIP44调控的花青苷积累和果实着色。

该研究由山东农业大学作物生物学国家重点实验室和园艺科学与工程学院共同完成,通讯作者为郝玉金教授,第一作者为2017级博士研究生安建平。该工作得到了国家自然科学基金、山东省现代农业技术产业体系等项目资助。

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