近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院果樹(shù)逆境生物學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Plant Physiology》在線(xiàn)發(fā)表了題為“MdWRKY126 modulates malate accumulation in apple fruit by regulating the expression of the cytosolic malate dehydrogenase gene MdMDH5”的研究論文。該論文報(bào)道了MdWRKY126結(jié)合并激活胞質(zhì)中蘋(píng)果酸合成基因MdMDH5，從而增加蘋(píng)果果實(shí)的酸度。這一發(fā)現(xiàn)為蘋(píng)果果實(shí)品質(zhì)改良提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　蘋(píng)果是世界學(xué)的地區(qū)重要的肉質(zhì)水果作物。蘋(píng)果酸作為蘋(píng)果果實(shí)中發(fā)現(xiàn)的主要有機(jī)酸，是水果感官品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，并于可溶性糖一起影響水果風(fēng)味。因此，了解果實(shí)細(xì)胞中有機(jī)酸的積累機(jī)制是提高果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要方面。

 

　　蘋(píng)果果實(shí)酸度形狀為數(shù)量性狀，由多基因共同控制。蘋(píng)果酸的數(shù)量性狀位點(diǎn)Ma被定位到16號(hào)連鎖群上的一個(gè)區(qū)域，占蘋(píng)果果實(shí)酸度變化的17%-42%。位于第16染色體上的Ma1基因編碼一個(gè)AMLT9同源基因，被認(rèn)為是控制蘋(píng)果果實(shí)酸度的主效基因。在蘋(píng)果果實(shí)成熟期，一般來(lái)說(shuō)，ma1/ma1基因型的果實(shí)酸度要顯著低于Ma1/Ma1或Ma1/ma1基因型果實(shí)酸度。然而基因型同為ma1/ma1的不同品種的蘋(píng)果果實(shí)酸度仍存在較大的差異。因此，了解ma1/ma1基因型蘋(píng)果中蘋(píng)果酸積累的調(diào)控機(jī)制對(duì)提高果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。

 

　　在先前的研究中，發(fā)現(xiàn)栽培蘋(píng)果‘寶斯庫(kù)普’和‘矮豐’中Ma位點(diǎn)上基因型為純合隱形ma1ma1，但是在果實(shí)發(fā)育過(guò)程中，‘寶斯庫(kù)普’果實(shí)中蘋(píng)果酸的含量顯著高于‘矮豐’。通過(guò)對(duì)兩個(gè)品種果實(shí)的轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)分析，鑒定出一個(gè)果實(shí)酸度相關(guān)的候選基因MdWRKY126，MdWRKY126基因是WRKY轉(zhuǎn)錄因子PhPH3的同源基因，其在‘寶斯庫(kù)普’果實(shí)中的表達(dá)顯著高于在‘矮豐’果實(shí)中的表達(dá)。MdWRKY126直接結(jié)合蘋(píng)果酸代謝基因MdMDH5的啟動(dòng)子，激活其表達(dá)，從而增加蘋(píng)果果實(shí)的酸度。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步加深了對(duì)蘋(píng)果有機(jī)酸積累分子機(jī)制的認(rèn)識(shí)。

 

　　園藝學(xué)院李明軍教授為該論文通訊作者，博士研究生張立華和馬百全副教授為共同第一作者。該項(xiàng)研究工作獲得國(guó)家重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

 

　　文章鏈接：https://academic.oup.com/plphys/article/188/4/2059/6515298