西北農(nóng)林科技大學園藝學院果樹逆境生物學團隊解析了PH3同源基因MdWRKY126通過MdMDH5調控蘋果酸含量的機制

　　近日，西北農(nóng)林科技大學園藝學院果樹逆境生物學團隊在《Plant Physiology》在線發(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。該論文報道了MdWRKY126結合并激活胞質中蘋果酸合成基因MdMDH5，從而增加蘋果果實的酸度。這一發(fā)現(xiàn)為蘋果果實品質改良提供了理論基礎。

 

　　蘋果是世界學的地區(qū)重要的肉質水果作物。蘋果酸作為蘋果果實中發(fā)現(xiàn)的主要有機酸，是水果感官品質的一個重要指標，并于可溶性糖一起影響水果風味。因此，了解果實細胞中有機酸的積累機制是提高果實品質的一個重要方面。

 

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

 

　　在先前的研究中，發(fā)現(xiàn)栽培蘋果‘寶斯庫普’和‘矮豐’中Ma位點上基因型為純合隱形ma1ma1，但是在果實發(fā)育過程中，‘寶斯庫普’果實中蘋果酸的含量顯著高于‘矮豐’。通過對兩個品種果實的轉錄組差異表達分析，鑒定出一個果實酸度相關的候選基因MdWRKY126，MdWRKY126基因是WRKY轉錄因子PhPH3的同源基因，其在‘寶斯庫普’果實中的表達顯著高于在‘矮豐’果實中的表達。MdWRKY126直接結合蘋果酸代謝基因MdMDH5的啟動子，激活其表達，從而增加蘋果果實的酸度。這一發(fā)現(xiàn)進一步加深了對蘋果有機酸積累分子機制的認識。

 

　　園藝學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。該項研究工作獲得國家重點研究開發(fā)項目、國家自然科學基金等項目的資助。

 

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