Plant Physiology | 沈阳农业大学王爱德/李通团队发现Ca2+/Calmodulin调控苹果果实乙烯合成的机制

苹果作为呼吸跃变型果实，在成熟过程中发生呼吸跃变，同时出现乙烯释放高峰。乙烯释放高峰的出现是苹果果实进入成熟过程的重要标志。乙烯释放量的高低直接影响果实的贮藏性，乙烯释放量高，果实贮藏性差，反之果实贮藏性好。因此，明确果实成熟过程中乙烯合成的分子机理，对于调控果实成熟和延长果实的货架期有着重要的理论和实践意义。

果实乙烯生物合成受多种内外因素影响。其中，外源Ca2+ 参与调节几多种种水果的乙烯合成，包括苹果和番茄。然而，Ca2+抑制果实成熟过程中乙烯产生的分子机制尚不清楚。

近日，沈阳农业大学王爱德/李通团队在Plant Physiology发表了题为“Phosphorylation of MdCYTOKININ RESPONSE FACTOR4 Suppresses Ethylene Biosynthesis during Apple Fruit Ripening”的研究论文，该研究从新的视角揭示了Ca2+/CaM-MdCRF4-MdXBAT31模块参与Ca2+抑制苹果果实成熟过程中乙烯合成的分子机制。

该研究发现，MdCYTOKININ RESPONSE FACTOR4 （MdCRF4）是苹果果实乙烯生物合成的促进因子，它直接结合乙烯生物合成关键酶基因MdACS1启动子，且正调控其表达，从而促进苹果果实贮藏过程中乙烯生物合成。而Ca2+能够促进Ca2+/CaM介导MdCRF4磷酸化，磷酸化的MdCRF4被E3泛素连接酶MdXBAT31泛素化降解。这样就削弱了MdCRF4对MdACS1的正调控作用，从而抑制了苹果果实乙烯生物合成。综上所述，该研究解析了Ca2+调控苹果果实乙烯生物合成的分子机制，为提高果实贮藏性和延长果实货架期新技术的研发提供理论支撑。

图1. Ca2+抑制苹果果实贮藏过程中乙烯生物合成工作模型

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青年教师李通为本文第一作者，王爱德教授为通讯作者。辽宁省果树研究所刘志研究员和吕天星副研究员为本研究提供了试验材料。课题组研究生徐雅秀，韦云，魏亚静，刘伟婷和刘丽也参与了相关工作。本研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金杰出青年基金的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiac498

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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