园艺学院李天红课题组揭示PavDof2/6/15调控甜樱桃果实成熟软化的分子机制

园艺学院李天红课题组揭示PavDof2/6/15调控甜樱桃果实成熟软化的分子机制

发布日期：2022-09-25 字体：[ 大 中 小 ] 浏览次数：23

近日，中国农业大学园艺学院李天红教授课题组在植物学主流期刊Plant Physiology发表了题为“Abscisic acid-responsive transcription factors PavDof2/6/15 mediate fruit softening in sweet cherry”的研究论文，揭示了转录因子PavDof2/6/15通过调控ABA的生物合成和细胞壁修饰参与调节甜樱桃果实的成熟软化过程。

果实软化是肉质果实成熟的重要标志之一，它是一个十分复杂且高度协调的过程，直接决定了果实的耐贮藏性和货架期长短，并最终影响消费者选择。因此，解析果实成熟软化的分子机制对于控制果实过快软化以及选育耐贮性新品种具有重要意义。已有研究发现，细胞壁蛋白的降解在果实软化过程中起着关键的作用，但是这个过程是如何被转录因子和激素所调控，具体的分子机制还不清楚。

本研究首先通过转录组分别鉴定了硬肉和软肉甜樱桃果实成熟软化过程中的关键细胞壁修饰基因、转录因子和植物激素信号转导基因。进一步通过共表达网络分析发现一类Dof转录因子(PavDof2/6/15)与细胞壁修饰基因存在显著的共表达关系。研究人员进一步通过实验证明了PavDof2/6/15可以直接结合在细胞壁修饰基因以及ABA生物合成关键基因PavNCED1的启动子上调控它们的表达从而调节果实成熟软化，其中PavDof6促进，而PavDof2/15抑制果实软化。此外，在甜樱桃果实中瞬时过表达PavDof2/6/15可以显著改变甜樱桃果实硬度，而且细胞壁修饰基因表达量以及ABA含量均在过表达果实中发生了显著变化。进一步通过启动子顺式作用元件分析发现，PavDof2/15和PavNCED1的启动子上含有多个生长素响应元件AuxREs，通过筛选，研究人员发现生长素反应因子PavARF8可以作用于PavDof2/15和PavNCED1上游从而调节甜樱桃果实的成熟软化过程。

图1 转录组分析鉴定细胞壁修饰基因、转录因子及植物激素信号转导基因

本研究在ABA-PavARF8-PavDofs模块与细胞壁修饰基因之间建立了直接的功能联系，相关研究结果有助于从分子层面阐明和完善果实成熟软化的调控网络，为培育耐贮性甜樱桃品种奠定了理论基础。

图2 PavDof2/6/15调节甜樱桃果实成熟软化模式图

已毕业的博士研究生翟泽峰为论文的第一作者，中国农业大学李天红教授和刘扬教授为该论文的共同通讯作者，该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和北京市科技创新服务能力建设等项目的经费资助。

原文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiac440/6709354

信息来源：园艺学院

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