Hortic Res 去年今日 | 沈阳农业大学揭示蔗糖调控乙烯信号的分子机理

乙烯在呼吸跃变型果实的后熟过程中起着至关重要的作用，蔗糖在植物的许多发育过程中扮演重要角色，乙烯和蔗糖间的调控作用机制较为复杂。前人研究表明外源蔗糖处理可以促进乙烯的合成，但据我们所知，蔗糖调控乙烯生物合成的分子机制尚不清楚。

2022年8月，Horticulture Research在线发表了辽宁省果品采后生物学重点实验室/沈阳农业大学果树发育生物学团队题为PuWRKY31 Affects Ethylene Production in Response to Sucrose Signal in Pear Fruit 的研究论文。

本研究以南果梨（NG）及其高糖芽变（BNG）果实为材料，研究了转录因子PuWRKY31通过响应糖信号促进乙烯产生的分子机理，揭示了蔗糖促进乙烯合成的分子机制。研究发现，BNG果实在发育及成熟过程中蔗糖积累量高于NG，且在成熟过程中的乙烯释放峰值比NG果实早；并且利用外源蔗糖处理梨果实发现蔗糖可以促进乙烯的生物合成。

图1 蔗糖促进梨果实乙烯的合成

该研究表明，PuWRKY31及乙烯合成关键基因PuACS1a和PuACO1在成熟过程中的BNG果实中高表达，通过在果实中沉默和过表达PuWRKY31及ChIP、EMSA和GUS试验，发现PuWRKY31可以在体内及体外直接结合到PuACS1a和PuACO1基因的启动子上并上调其表达，最终导致BNG的乙烯释放峰提前。

图2 蔗糖通过PuWRKY31促进乙烯合成的模式图

本研究揭示了PuWRKY31响应蔗糖信号从而促进了梨果实中乙烯的生物合成，有利于进一步深入研究乙烯和蔗糖信号在果实成熟过程中的作用。

本研究由辽宁省果品采后生物学重点实验室/沈阳农大学果树发育生物学团队，沈阳农业大学园艺学院青年教师李馨玥和研究生郭伟为论文的共同第一作者。青年教师袁晖和王爱德教授为该论文的通讯作者。课题组研究生许明洋、赵佳明也参与了相关工作。该研究工作得到了国家自然科学基金杰出青年科学基金（32125034）的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac156

转自：“园艺研究”微信公众号

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