Plant J. | 岭南师院刘锴栋课题组揭示乙烯和生长素信号互作调控番木瓜果实采后成熟的机制

5月11日，The Plant Journal在线发表了岭南师范学院生命科学与技术学院刘锴栋课题组题为CpARF2 and CpEIL1 interact to mediate auxin-ethylene interaction and regulate fruit ripening in papaya的研究论文。该研究揭示了生长素响应因子CpARF2和乙烯信号途径转录因子CpEIL1互作调控番木瓜果实采后成熟的分子机理，为番木瓜果实采后成熟的调控提供了理论基础。

番木瓜属于呼吸跃变型果实，果实采后在常温下迅速转黄、软化并完成后熟，贮藏期较短，限制了番木瓜产业的发展。乙烯与生长素信号在果实采后成熟过程中发挥重要的作用，但目前对介导这两种植物激素信号互作参与果实采后成熟的调控因子还知之甚少。

图1 生长素和乙烯对番木瓜果实采后成熟的影响

该研究鉴定了一个受果实采后成熟及外施乙烯诱导的生长素响应因子CpARF2。在番木瓜果实中用农杆菌介导的瞬时表达系统沉默或过表达CpARF2发现其能够正调控果实的成熟。在番茄中异源超量表达CpARF2也具有加速果实成熟的作用。通过酵母双杂交、GST Pull-down、BiFC和LCI等技术证明CpARF2和乙烯信号途径一个重要转录因子CpEIL1互作。CpARF2通过增强CpEIL1蛋白与下游靶基因 (CpACS1、CpACO1、CpXTH12和CpPE51) 启动子的结合，且CpARF2和CpEIL1互作能够激活CpACS1、CpACO1、CpXTH12和CpPE51启动子的活性。研究还发现CpEBF1能够通过泛素-26S蛋白酶体系统降解CpEIL1，但是CpARF2能够减弱CpEBF1-CpEIL1的互作以及CpEBF1对CpEIL1的泛素化降解，从而稳定了CpEIL1，最终促进果实的成熟。

图2 生长素和乙烯信号互作调控番木瓜果实采后成熟的模式图

岭南师范学院生命科学与技术学院张涛讲师、李卫锦实验师和谢如秀同学为本研究的共同第一作者，通讯作者为岭南师院生科院刘锴栋教授。湖南农业大学肖浪涛教授和浙江工商大学郑小林教授参与了该研究的设计和指导。该研究得到了广东省自然科学基金面上项目、广东省公益研究与能力建设项目以及广东省协同创新与平台环境建设项目的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14803

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