粉蕉是重要的特色蕉,采收后具有典型的呼吸躍變特性,生產(chǎn)上要求粉蕉采收時果實飽滿度較高(肥蕉),催熟后才能表現(xiàn)出該品種優(yōu)良的品質(zhì)和風味由于粉蕉采收時果實飽滿度較高,采后比一般的香蕉更容易成熟和品質(zhì)劣變。低溫貯運雖可延緩多種果品成熟衰老。但是,低溫脅迫(貯運溫度或田間溫度過低)可導致粉蕉果實后熟障礙,即使經(jīng)乙烯催熟處理,果肉也不能正常軟化成熟,嚴重影響粉蕉果實品質(zhì)和商品價值,損失嚴重,因此揭示粉蕉后熟障礙機制及其調(diào)控有重要的理論和實際意義。
2021年11月15日,園藝學院李雪萍課題組在Plant Physiology(IF=8.34)上發(fā)表了題為《The F-box protein EBF1 and the TF ABI5-like regulate chilling-induced ripening disorder in banana fruit》的研究論文
?。╤ttps://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab532/6428668)。該研究揭示了EBF1蛋白和轉(zhuǎn)錄因子ABI5-like互作調(diào)控低溫脅迫引起粉蕉果實后熟障礙的分子機制,為提升粉蕉貯藏保鮮技術(shù)提供理論依據(jù)。
該課題組前期的研究已發(fā)現(xiàn),粉蕉EBF1通過與NAC67-like互作,促進果實淀粉降解;在本研究中,發(fā)現(xiàn)粉蕉EBF1和ABI5-like的基因和蛋白表達與低溫脅迫導致的粉蕉果實后熟障礙(淀粉和細胞壁降解異常)密切相關(guān)。ABI5-like正調(diào)控5個淀粉降解基因(BAM7、BAM8、PWD1、GWD1和ISA2)和5個細胞壁降解基因(EXP-A8、XYL23-like、PL8、UDP1和 XYL32),EBF1與ABI5-like蛋白互作增強ABI5-like對淀粉和細胞壁降解基因的調(diào)控。外源ABA可以緩解果實冷害及促進粉蕉果實的成熟軟化。EBF1和ABI5-like粉蕉瞬時超表達和異源轉(zhuǎn)基因番茄都顯著促進果實的成熟及淀粉和細胞壁降解基因的表達。該研究發(fā)現(xiàn),粉蕉中EBF1與番茄和擬南芥同源EBF1/2功能有所差異,與果實成熟正相關(guān),不泛素化降解ABI5蛋白及不參與EILs泛素化降解過程。該研究首次闡明了乙烯信號傳導因子EBF1和ABA信號傳導因子ABI5-like蛋白互作,共同調(diào)控粉蕉果實的成熟和軟化。
番茄異源超表達EBF1加速了番茄果實成熟軟化
EBF1/ABI5瞬時超表達促進了粉蕉果實成熟軟化
EBF1與ABI5互作調(diào)控果實成熟及后熟障礙模式圖
園藝學院博士后宋遵陽為該論文第一作者,李雪萍教授和朱孝揚副教授為通訊作者,園藝學院陳維信教授和生命科學學院龐學群教授參與了該研究。該研究得到了國家香蕉產(chǎn)業(yè)體系、國家自然科學基金、廣東省香蕉菠蘿產(chǎn)業(yè)體系和珠江人才計劃的資助。
李雪萍課題組一直從事果蔬果實成熟調(diào)控機制研究及保鮮技術(shù)研發(fā),近年來在Plant Physiology,Horticulture Research, Food Research International, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Postharvest Biology and Technology, Frontier in Plant Science 等植物學和食品領域權(quán)威期刊發(fā)表論文十多篇,在香蕉、番木瓜等熱帶亞熱帶果蔬成熟機制及其調(diào)控和保鮮技術(shù)取得了重要進展。(文圖/園藝學院 宋遵陽 朱孝揚)