《植物生理學(xué)》雜志在線發(fā)表山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授郝玉金團(tuán)隊(duì)的最新成果。他們揭示了蘋果蛋白MdBT2如何響應(yīng)硝酸鹽調(diào)控蘋果酸積累和液泡酸化的分子機(jī)制。

有機(jī)酸種類和含量及其與糖的比例直接影響果實(shí)風(fēng)味和加工品質(zhì)，是果樹遺傳改良和栽培調(diào)控的重要目標(biāo)性狀。在蘋果果實(shí)中，蘋果酸是最主要的有機(jī)酸，蘋果酸在果肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中合成代謝，并在液泡中大量積累。

該團(tuán)隊(duì)長期從事蘋果果實(shí)品質(zhì)形成與調(diào)控研究，在“光溫水肥”等栽培因子調(diào)控果實(shí)品質(zhì)形成機(jī)理研究方面具有十余年的積累。他們在蘋果酸合成、代謝、儲(chǔ)運(yùn)及調(diào)控方面取得了系列成果。近年來，先后發(fā)現(xiàn)MdMYB1、MdMYB73等MYB轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控蘋果酸積累中具有重要功能，論文已經(jīng)發(fā)表在《植物生理學(xué)》和《植物學(xué)報(bào)》等學(xué)術(shù)期刊。

在生產(chǎn)中，不僅溫度等環(huán)境因子影響蘋果酸積累，肥水對蘋果酸積累也影響巨大。近年來果農(nóng)片面追求產(chǎn)量，過量施用化肥導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降的問題非常嚴(yán)重，但由于果實(shí)品質(zhì)形成與調(diào)控的基礎(chǔ)研究滯后，缺乏原創(chuàng)成果的理論支撐，已經(jīng)成為提質(zhì)增效新技術(shù)研發(fā)的“卡脖子”問題。

過去的研究發(fā)現(xiàn)，MdBT2是一個(gè)應(yīng)答多種環(huán)境信號(hào)的重要蛋白，能夠與靶蛋白互作，然后通過募集CUL3蛋白復(fù)合體或特異E3泛素連接酶對靶蛋白進(jìn)行泛素化修飾，從而調(diào)控靶蛋白的豐度或活性。如MdBT2可以通過MdMYB1、MdMYB73等蛋白調(diào)控果實(shí)色澤和酸度等品質(zhì)性狀。

在本次發(fā)表論文中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，MdCIbHLH1能夠通過與MdMYB73蛋白互作調(diào)控蘋果酸積累，揭示了一條蘋果酸積累轉(zhuǎn)錄調(diào)控的新途徑。郝玉金介紹，MdClbHLH1是低溫響應(yīng)因子ICE1的同源蛋白，該調(diào)控途徑解析了溫度影響蘋果酸積累的調(diào)控途徑。

該研究實(shí)施近兩年來，在果實(shí)色澤、糖酸、香氣、質(zhì)地、采后等品質(zhì)性狀的形成與調(diào)控機(jī)理方面取得了多項(xiàng)理論成果，在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組正研發(fā)提質(zhì)增效新技術(shù)。