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華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院在The Plant Cell期刊發(fā)文揭示高溫影響香蕉果實(shí)色澤品質(zhì)形成的新機(jī)制

2023-02-14 08:59:22 來(lái)源：華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 閱讀量：7083

　　2月7日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院/廣東省果蔬保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳建業(yè)和陸旺金教授團(tuán)隊(duì)在The Plant Cell在線發(fā)表了題為“Proteasomal degradation of MaMYB60 mediated by the E3 ligase MaBAH1 causes high temperature-induced repression of chlorophyll catabolism and green ripening in banana”的研究論文，發(fā)現(xiàn)E3泛素連接酶MaBAH1和轉(zhuǎn)錄因子MaMYB60構(gòu)成一個(gè)全新的轉(zhuǎn)錄和翻譯后作用模塊調(diào)控香蕉果實(shí)青皮熟。這是全球香蕉生物學(xué)領(lǐng)域首篇發(fā)表在植物學(xué)頂級(jí)期刊The Plant Cell的論文，標(biāo)志著我國(guó)在香蕉果實(shí)品質(zhì)生物學(xué)研究上實(shí)現(xiàn)了全新突破。

　　我校園藝學(xué)院博士后衛(wèi)瑋為論文的第一作者，陳建業(yè)教授和單偉副教授為論文的通訊作者，課題組博士后楊瀅瀅、吳超杰，鄺健飛研究員，陸旺金教授，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院龐學(xué)群教授和廣西農(nóng)科院甘蔗研究所科研所長(zhǎng)Prakash Lakshmanan參與了相關(guān)工作。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2022YFD2100100)，國(guó)家自然科學(xué)基金(32072279)、國(guó)家香蕉現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-31)和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)提質(zhì)增效專項(xiàng)等經(jīng)費(fèi)資助。

　　香蕉是熱帶亞熱帶地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物，是全球貿(mào)易量位居前列的鮮果，也是我國(guó)五大水果之一。商業(yè)生產(chǎn)上一般在呼吸躍變前的綠硬期采收香蕉果實(shí)，需要經(jīng)過(guò)后熟過(guò)程才能達(dá)到果皮呈現(xiàn)金黃色的可食狀態(tài)。與大多數(shù)植物在高溫下葉綠素降解加快不同，當(dāng)采后貯運(yùn)溫度高于24°C時(shí)，香蕉后熟過(guò)程中乙烯釋放和果實(shí)軟化加速，而果皮褪綠受到抑制，出現(xiàn)軟得快但不變黃的青皮熟現(xiàn)象，嚴(yán)重影響果實(shí)的色澤品質(zhì)和銷售價(jià)格。近些年的全球變暖和氣候變化進(jìn)一步加重了這一現(xiàn)象的發(fā)生，但高溫影響香蕉果實(shí)色澤品質(zhì)形成的機(jī)制尚不清楚。

　　該研究發(fā)現(xiàn)高溫誘導(dǎo)香蕉果實(shí)青皮熟的過(guò)程中，抑制了5個(gè)葉綠素降解基因CCGs(MaNYC1, MaSGR1, MaSGR2, MaPPH 和 MaTIC55)的表達(dá)。進(jìn)一步蛋白-DNA互作和基因功能分析顯示，MYB類轉(zhuǎn)錄因子MaMYB60結(jié)合這5個(gè)基因的啟動(dòng)子并激活他們的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)香蕉果皮葉綠素降解。此外，RING類E3泛素連接酶MaBAH1介導(dǎo)MaMYB60泛素化降解，從而減弱MaMYB60對(duì)下游葉綠素降解代謝途徑的激活效應(yīng)。更重要的是，高溫增強(qiáng)MaBAH1對(duì)MaMYB60的降解作用，最終抑制MaMYB60介導(dǎo)的葉綠素降解，導(dǎo)致香蕉果皮葉綠素降解受阻，出現(xiàn)青皮熟。這些結(jié)果揭示了MaBAH1-MaMYB60-CCG是一條調(diào)控果實(shí)色澤品質(zhì)形成的新路徑，從轉(zhuǎn)錄水平和翻譯后水平拓展了高溫影響果實(shí)品質(zhì)形成的生物學(xué)機(jī)制。

　　據(jù)悉，該論文是陳建業(yè)和陸旺金教授團(tuán)隊(duì)繼2022年12月和2023年1月在國(guó)際著名期刊Journal of Advanced Research和Food Chemistry上先后發(fā)表 “MaNAC029 modulates ethylene biosynthesis and fruit quality and undergoes MaXB3-mediated proteasomal degradation during banana ripening”、“Cold pretreatment promotes chlorophyll degradation of green ripening banana peel by activating MaCBF1 to MaCBR and MaSGR1”和“High temperature elevates carotenoid accumulation of banana fruit via upregulation of MaEIL9 module”等論文后，又一關(guān)于香蕉果實(shí)品質(zhì)調(diào)控的高水平論文，進(jìn)一步擴(kuò)展了果實(shí)品質(zhì)維持的分子機(jī)制與調(diào)控技術(shù)。

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