近日，华南农业大学园艺学院采后生物学团队在国家香蕉产业技术体系、国家自然科学基金等项目的资助下，研究揭示了一个MaSINAT5/MaABI5-like-MaERF113模块调控粉蕉果实成熟的分子机制，为粉蕉果实贮藏保鲜提供了新理论依据。相关成果发表于《新植物学家》（New Phytologist）。
MaSINAT5/MaABI5-like-MaERF113模块调控粉蕉果实成熟模式图。研究团队供图
论文第一作者、华南农业大学园艺学院博士后宋遵阳表示，粉蕉是我国重要的特色香蕉，风味独特，深受消费者喜爱。粉蕉具有典型的呼吸跃变特性，与普通香牙蕉不同，生产上要求粉蕉采收时果实饱满度较高，果实成熟后才能表现出该品种应有的品质和风味，因此粉蕉采后成熟极快。乙烯在调控粉蕉果实成熟过程中具有至关重要的作用。
然而，乙烯信号尤其是乙烯信号途径蛋白质的翻译后修饰在乙烯信号调控粉蕉果实采后成熟过程中的作用尚不清晰。深入研究粉蕉果实采后乙烯信号转导调控果实成熟及品质的分子机制，为探索绿色安全的采后贮藏保鲜新技术对于粉蕉产业的健康发展至关重要。
论文通讯作者、华南农业大学园艺学院副研究员朱孝扬表示，研究团队前期研究结果表明乙烯信号转录因子MaERF113的表达水平与果实成熟密切相关。然而，关于MaERF113及其互作蛋白是如何调控果实成熟和品质的分子机制尚不清楚。同时研究团队发现脱落酸（ABA）途径转录因子MaABI5-like和乙烯信号途径转录因子MaERF113与粉蕉果实成熟密切相关。
研究进一步发现乙烯和ABA均可显著诱导粉蕉果实成熟及MaABI5-like和MaERF113的基因和蛋白表达。MaERF113正调控3个淀粉降解基因和2个叶绿素降解基因。瞬时超表达和异源番茄超表达试验均发现超表达MaERF113能促进果实成熟及叶绿素降解和淀粉降解基因的表达，而MaERF113沉默则抑制果实成熟及叶绿素降解和淀粉降解基因的表达。
同时团队研究发现MaERF113转录水平和蛋白水平存在较大差异。后续发现MaERF113与E3泛素连接酶MaSINAT5蛋白互作，介导MaERF113蛋白降解，进而减弱MaERF113激活下游靶基因，且MaSINAT5泛素化MaERF113的关键位点在K78位点。MaSINAT5过表达抑制果实成熟，而MaSINAT5沉默促进果实成熟。除此之外，MaABI5-like能够激活并与MaERF113相互作用，增强了淀粉和叶绿素降解相关基因的启动子活性。
该研究阐明了MaSINAT5/MaABI5-like-MaERF113介导了乙烯和ABA信号交互，通过调节淀粉和叶绿素降解调控粉蕉果实成熟，同时，鉴定了蛋白质翻译后修饰参与乙烯信号转导，并鉴定了位点特异性泛素化修饰参与了乙烯信号调控。其研究结果进一步加深了我们对位点特异性泛素化修饰和植物激素交互调控果实成熟的理解，为果蔬保鲜新技术研发提供了新思路。
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/nph.70493
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