园艺学院朱孝扬/李雪萍课题组在粉蕉果实成熟及后熟障碍机制取得新进展

来源单位及审核人:园艺学院 刘少群编辑:李彦华审核发布:曾子焉 发布时间:2024-03-18

  3月17日,园艺学院朱孝扬/李雪萍课题组在植物学经典期刊The Plant Journal(中科院一区Top期刊,影响因子7.2)在线发表了题目为MaC2H2-IDD regulates fruit softening and involved in softening disorder induced by cold stress in banana的研究论文。该研究揭示了锌指转录因子MaC2H2-IDD调控低温胁迫引起粉蕉果实后熟障碍的分子机制,为粉蕉果实的贮藏保鲜提供了新理论依据。


  粉蕉是华南地区重要的特色香蕉,风味独特,深受消费者喜爱。粉蕉具有典型的呼吸跃变特性,采后成熟极快。同时生产上要求粉蕉采收时果实饱满度较高,果实成熟后才能表现出该品种应有的品质和风味。与普通香芽蕉(AAA基因型)相比,粉蕉(ABB基因型)采后更易成熟和腐烂变质,贮藏期极短。低温贮运可延缓大部分果品成熟衰老。但是,不适低温(贮藏温度或田间温度过低)可导致粉蕉果实后熟障碍,即使经乙烯催熟处理,果肉也不能正常软化,严重影响粉蕉果实品质和商品价值。目前对粉蕉果实的后熟障碍形成机制还不是很明晰。  

  课题组前期的研究发现,粉蕉MaEBF1能够通过与不同转录因子MaNAC67-like、MaABI5-like、MaBEL1、MaC2H2-like和MaCCCH33-like2互作,促进果实淀粉和细胞壁降解(Song et al., 2019; Lai et al., 2022; Song et al., 2022a; Song et al., 2023a;Song et al., 2023b)。同时发现MaABI5-like可以通过调控脂肪酸去饱和基因和类黄酮合成基因的表达,缓解粉蕉果实冷害症状(Song et al., 2022b)。在本研究中,研究者发现粉蕉MaC2H2-IDD的基因和蛋白表达与低温胁迫密切相关。MaC2H2-IDD正调控5个淀粉降解基因(MaBAM3、MaBAM6、MaBAM8、MaAMY3和MaISA2)和4个细胞壁降解基因(MaEXP-A2、MaEXP-A8、MaSUR14-like和MaGLU22-like),同时MaEBF1与MaC2H2-IDD蛋白互作增强MaC2H2-IDD对淀粉和细胞壁降解基因的调控。MaC2H2-IDD瞬时超表达和异源番茄超表达都显著促进果实的成熟及淀粉和细胞壁降解基因的表达。而MaC2H2-IDD瞬时沉默显著抑制果实的成熟及淀粉和细胞壁降解基因的表达。该研究阐明了锌指蛋白MaC2H2-IDD与乙烯信号因子MaEBF1蛋白互作共同调控粉蕉果实的成熟和软化,不适低温抑制了其表达,进而影响了果实的成熟和软化,并引起后熟障碍。

 

图1 MaC2H2-IDD正调控粉蕉果实成熟

图2 MaC2H2-IDD-MaEBF1调控果实软化机制图

  我校园艺学院博士后宋遵阳为该论文第一作者,李雪萍教授和朱孝扬副研究员为通讯作者,我校园艺学院陈维信教授,山东农业大学李文慧博士后参与了该研究。该研究得到了国家重点研发计划、国家香蕉产业体系、国家自然科学基金、广东省香蕉菠萝产业体系和珠江人才计划计划的资助。

  朱孝扬/李雪萍课题组一直从事果蔬采后保鲜技术研发和果实成熟调控机制研究,近年来在Plant Physiology、Plant Biotechnology Journal、Journal of Integrative Plant Biology、The Plant Journal、Horticulture Research、Food Research International、Journal of Agricultural and Food Chemistry、Postharvest Biology and Technology等植物学和食品领域权威期刊发表论文数十篇,在香蕉番木瓜等热带亚热带果蔬保鲜技术研发和调控机制研究中取得了很多进展。

  论文相关信息:http://doi.org/10.1111/tpj.16719


                                             文图/园艺学院

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