Plant J| 在调控苹果酸积累和液泡酸化的分子机理取得进展

近日，山东农业大学长江学者郝玉金团队在国际知名学术期刊Plant Journal上发表题目为“R2R3-MYB transcription factor MdMYB73 is involved in malate accumulation and vacuolar acidification in apple”的论文，论文解析了苹果中R2R3-MYB转录因子MdMYB73调控苹果酸积累和液泡酸化的分子机理。

我国苹果栽培面积、总产量、人均占有量与出口量均居世界第一，已经成为世界上最大的苹果生产和消费国，但平均单位面积产量及果品质量等方面与国外相比，还存在一定差距。苹果果实酸度是至关重要的品质性状，酸度的高低会直接影响果实的风味和加工品质，一直是果树遗传改良的重要目标性状。苹果果实中含有大量的有机酸。目前，在苹果果实中已检测出16种有机酸，其中苹果酸是最主要的有机酸，占到总酸量的80％以上，直接决定果实的酸度，对果实的风味影响巨大。在苹果果实中，高浓度的苹果酸通过主动运输在果肉细胞的液泡中储存，该过程需要液泡型质子泵和苹果酸转运蛋白的驱动。其中，两种液泡型ATPase：V-ATPase和V-PPase可以在液泡内外建立跨膜的电化学势梯度，使液泡酸化，并为次级转运蛋白（如苹果转运蛋白）提供能量。苹果酸的合成受多因素（如温度、矿物营养的缺乏、干旱及盐胁迫等）的影响，然而对苹果果实酸代谢的转录调控的研究，迄今还比较少。因此，鉴定调控苹果果实酸度的转录因子，揭示转录因子调控苹果果实酸度的分子机理，进而拓展人们对转录调控果实酸度的理论认识，也为果树分子育种及果实品质改良提供理论支撑。

该团队之前的研究发现，MYB转录因子MdMYB1可以调控苹果酸积累（Hu et al. Plant Physiol 2016, 170, 1315-1330），然而是否还有其他的MYB转录因子也能参与苹果酸积累的调控尚不清楚。本研究鉴定了另一个苹果MYB转录因子MdMYB73绑定V-ATPase亚基MdVHA-A，V-PPase亚基MdVHP1和苹果酸转运蛋白MdALMT9基因的启动子。MdMYB73转录激活MdVHA-A，MdVHP1和MdALMT9基因的表达，从而增强V-ATPase，V-PPase及苹果酸转运蛋白的活性。在苹果不同组织和器官上进行一系列的转基因分析发现，MdMYB73通过调节MdVHA-A，MdVHP1和MdALMT9基因控制细胞pH值和苹果酸的含量。同时，研究发现冷诱导的bHLH转录因子MdCIbHLH1与MdMYB73蛋白互作增强了MdMYB73对下游靶基因的绑定。最终解析了苹果中R2R3-MYB转录因子MdMYB73调控苹果酸积累和液泡酸化的信号途径（Fig. 1）。

Fig. 1. 苹果中R2R3-MYB转录因子MdMYB73调控苹果酸积累和液泡酸化的信号模型

本文转载自“植物科学最前沿”

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