蘋(píng)果是全球最重要的果樹(shù)之一，果實(shí)富含有多種維生素、礦物質(zhì)、微量元素、粗纖維等，是人類膳食營(yíng)養(yǎng)的重要組成部分。蘋(píng)果果實(shí)在采后貯藏過(guò)程中易發(fā)生軟化，果實(shí)過(guò)度軟化會(huì)嚴(yán)重影響果實(shí)口感及耐貯性，導(dǎo)致果實(shí)劣變，極大地降低了經(jīng)濟(jì)效益。蘋(píng)果果實(shí)作為典型的呼吸躍變型果實(shí)，乙烯蘋(píng)果果實(shí)采后軟化過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

今日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)與營(yíng)養(yǎng)健康團(tuán)隊(duì)在Plant Biotechnology Journal期刊上發(fā)表了題為“MdWRKY31-MdNAC7 regulatory network: orchestrating fruit softening by modulating cell wall-modifying enzyme MdXTH2 in response to ethylene signalling”(https://doi.org/10.1111/pbi.14445)的研究論文，揭示了乙烯調(diào)控蘋(píng)果果實(shí)軟化的分子機(jī)制。

軟化受一系列初生細(xì)胞壁修飾相關(guān)酶及編碼基因調(diào)控，包括多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠裂解酶（PL）、木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶（XTH）、擴(kuò)張蛋白（EXP）等。研究人員基于團(tuán)隊(duì)前期已獲得的蘋(píng)果轉(zhuǎn)基因植株，發(fā)現(xiàn)超量表達(dá)MdWRKY31可以引起蘋(píng)果植株細(xì)胞壁組分的變化，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測(cè)定和分子生化實(shí)驗(yàn)分析，篩選到靶基因木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶基因MdXTH2。通過(guò)蘋(píng)果果實(shí)瞬時(shí)表達(dá)實(shí)驗(yàn)明確，MdWRKY31通過(guò)轉(zhuǎn)錄抑制MdXTH2表達(dá)維持果實(shí)硬度。

為進(jìn)一步深入探究了MdWRKY31調(diào)控MdXTH2介導(dǎo)果實(shí)軟化的分子機(jī)制，研究人員利用酵母雙雜交篩庫(kù)實(shí)驗(yàn)，鑒定到一個(gè)與MdWRKY31互作的NAC轉(zhuǎn)錄因子MdNAC7。通過(guò)蘋(píng)果果實(shí)瞬時(shí)注射實(shí)驗(yàn)和分子生化實(shí)驗(yàn)明確，MdNAC7與MdWRKY31形成異源二聚體，參與MdWRKY31調(diào)控蘋(píng)果果實(shí)軟化。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，MdNAC7不能直接結(jié)合MdXTH2基因啟動(dòng)子，但可以通過(guò)與MdWRKY31形成蛋白復(fù)合體，阻止MdWRKY31與MdXTH2基因啟動(dòng)子結(jié)合，減緩MdWRKY31對(duì)MdXTH2的轉(zhuǎn)錄抑制作用，促進(jìn)蘋(píng)果果實(shí)軟化。在此過(guò)程中，乙烯信號(hào)抑制MdWRKY31表達(dá)的同時(shí)，激活MdNAC7，從而直接和間接的促進(jìn)MdXTH2表達(dá)，最終加速蘋(píng)果果實(shí)軟化。最終，該研究提出了MdNAC7- MdWRKY31作用模塊調(diào)控乙烯介導(dǎo)蘋(píng)果果實(shí)軟化的分子模型，為維持蘋(píng)果采后品質(zhì)，延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期、貨架期和提升蘋(píng)果果實(shí)經(jīng)濟(jì)效益提供新思路。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院胡大剛教授為論文的通訊作者，已畢業(yè)博士研究生王佳慧（現(xiàn)就職于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)）和“山東省博士后人才創(chuàng)新計(jì)劃”入選者孫權(quán)博士為該論文的共同第一作者。團(tuán)隊(duì)馬昌寧碩士、魏萌萌碩士、王楚堃博士等多名成員參與了此項(xiàng)研究。該研究在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下完成。

編      輯：萬(wàn)    千 

審      核：賈    波