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565体育:园艺学院李雪萍教授课题组揭示低温胁迫引起的粉蕉果实后熟障碍机制

来源单位及审核人:园艺学院 刘少群编辑:李彦华审核发布:费思迎 发布时间:2023-05-16浏览次数:38

  近日,565体育园艺学院李雪萍课题组在国际Top期刊Journal of Integrative Plant Biology(IF 9.106, 一区Top)在线发表题为“MaBEL1 regulates banana fruit ripening by activating the cell wall and starch degradation-related genes”的研究论文(论文链接:http://dx.doi.org/10.1111/jipb.13506)。该研究发现粉蕉中一个BEL1-LIKE HOMEODOMAIN (BEL)转录因子MaBEL1能分别与乙烯信号传导因子MaEBF1和ABA信号转导因子MaABI5-like蛋白互作,调控低温胁迫引起粉蕉果实软化障碍的分子机制,为粉蕉果实的贮藏保鲜技术研发提供理论依据。

  粉蕉是重要的特色香蕉,具有重要的经济价值。生产上要求粉蕉采收时果实饱满度较高,成熟后才能表现出该品种应有的品质和风味(Ren et al., 2013)。作为典型的呼吸跃变型水果,同时由于果实采收饱满度较高,粉蕉采后极易后熟衰老和品质劣变。低温贮运可有效延缓粉蕉果实成熟衰老。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。产业上对粉蕉保鲜新技术及粉蕉后熟障碍机制研发有迫切需求。但由低温胁迫引起的果实软化障碍机制尚不清晰。

图1 MaBEL1瞬时过表达和沉默对‘粉蕉’果实冷害和成熟的影响

图2 MaBEL1-MaEBF1-MaABI5-like蛋白互作调控细胞壁和淀粉降解及冷胁迫引起的果实后熟障碍的调控网络

  李雪萍课题组研究发现粉蕉MaBEL1的基因和蛋白表达与低温胁迫导致的粉蕉果实后熟障碍(淀粉和细胞壁降解异常)密切相关。MaBEL1正调控5个淀粉降解基因(MaBAM3、MaBAM6、MaBAM8、MaPWD1和MaAMY3)和4个细胞壁降解基因(MaPL8、MaEXP-A8、MaSUR14-like和 MaXYL32),MaEBF1与MaBEL1蛋白互作增强MaBEL1对淀粉和细胞壁降解基因的调控,并且,MaBEL1与MaABI5-like蛋白互作增强MaBEL1和MaABI5-like对淀粉和细胞壁降解基因的调控。粉蕉瞬时超表达MaBEL1显著缓解果实冷害和促进果实成熟(淀粉和细胞壁降解),异源转基因番茄也显著促进果实的成熟及淀粉和细胞壁降解基因的表达。同时,粉蕉瞬时沉默MaBEL1显著加重果实冷害和抑制果实成熟(淀粉和细胞壁降解)。该研究首次阐明了MaBEL1与乙烯信号传导因子MaEBF1和ABA信号转导因子MaABI5-like蛋白互作调控低温胁迫引起粉蕉果实后熟障碍的分子机制。

  李雪萍课题组近年来在粉蕉果实生理失调机制研究中取得了一系列进展,揭示MaEBF1与MaABI5-like、MaC2H2-like和MaNAC67-like蛋白互作,促进粉蕉果实淀粉和细胞壁的降解,调控低温胁迫引起粉蕉果实后熟障碍(Song et al., 2019; Song et al., 2022a; Lai et al., 2022),以及MaABI5-like和MaC2H2-like通过调控脂肪酸去饱和及类黄酮合成,缓解粉蕉果实冷害的作用机制(Song et al., 2022b; Song et al., 2023)。该论文进一步揭示低温胁迫导致粉蕉果实后熟障碍的作用机制。565体育宋遵阳博士后(现山东农业大学食品科学与工程学院副教授)为该论文第一作者,565体育园艺学院李雪萍教授和朱孝扬副研究员为通讯作者,565体育园艺学院陈维信教授参与了该研究。该研究得到了国家香蕉产业体系、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。


                                                文图/园艺学院

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