近日，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所在香蕉果實(shí)采后成熟調(diào)控機(jī)制方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)揭示了乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵靶點(diǎn)，為通過生物技術(shù)手段高效調(diào)控香蕉果實(shí)成熟品質(zhì)提供基因資源，為保鮮新技術(shù)的研發(fā)提供理論依據(jù)，也為其他熱帶水果采后成熟品質(zhì)的調(diào)控提供借鑒作用。
香蕉是全球鮮果消費(fèi)量和貿(mào)易額最大的水果。香蕉產(chǎn)業(yè)作為區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分顯著促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。香蕉是典型的呼吸躍變型果實(shí)，乙烯在調(diào)控香蕉果實(shí)成熟過程中具有至關(guān)重要的作用。然而乙烯信號(hào)在香蕉果實(shí)采后成熟過程中的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制及作用靶點(diǎn)很不清楚。因此，深入研究香蕉果實(shí)采后乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控果實(shí)成熟品質(zhì)的分子機(jī)制，探索綠色安全的采后貯藏保鮮新技術(shù)對(duì)于香蕉產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要。前期研究結(jié)果表明MaMADS36是調(diào)控香蕉果實(shí)成熟品質(zhì)形成的一個(gè)重要的分子開關(guān)，然而對(duì)于MaMADS36是如何感受外源乙烯信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控果實(shí)成熟品質(zhì)的分子機(jī)制尚不清楚，致使MaMADS36介導(dǎo)的乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)不明晰，從而無法將調(diào)控位點(diǎn)前移而達(dá)到對(duì)香蕉果實(shí)成熟品質(zhì)的更高效調(diào)控的目的。
本研究發(fā)現(xiàn)MaEIL4是香蕉果實(shí)成熟的重要乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子。MaEIL4既能與MaMADS36蛋白互作又能與其啟動(dòng)子結(jié)合。MaMADS36通過與乙烯生物合成關(guān)鍵酶基因MaACS7 啟動(dòng)子C(A/T)rG盒結(jié)合促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄。首次揭示了MaEIL4-MaMADS36- MaACS7模塊轉(zhuǎn)錄調(diào)控香蕉果實(shí)成熟的分子機(jī)制。該研究結(jié)果有助于全面了解香蕉果實(shí)成熟品質(zhì)形成過程中乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子的作用方式及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵靶點(diǎn)，為通過生物技術(shù)手段高效調(diào)控香蕉果實(shí)成熟品質(zhì)提供基因資源，為保鮮新技術(shù)的研發(fā)提供理論依據(jù)，也為其他熱帶水果采后成熟品質(zhì)的調(diào)控提供借鑒作用。
圖1. MaEIL4-MaMADS36-MaACS7模塊轉(zhuǎn)錄調(diào)控香蕉果實(shí)成熟的示意圖
該研究成果以《The MaEIL4-MaMADS36-MaACS7 module transcriptionally regulates ethylene biosynthesis during banana fruit ripening》為題發(fā)表在《Horticulture Research》。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所/熱帶作物生物育種全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室付毛妮助理研究員、鄭云柯助理研究員，張靜副研究員和云南省紅河熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所鄧成菊副研究員為共同第一作者。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所/熱帶作物生物育種全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉菊華研究員、謝江輝研究員和海南大學(xué)李新國教授為共同通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、海南省重點(diǎn)研發(fā)“揭榜掛帥”項(xiàng)目、熱帶作物生物育種全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研專項(xiàng)和國家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系經(jīng)費(fèi)資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae345
