李雪萍教授課題組揭示MaABI5-like在ABA誘導粉蕉果實耐冷性的作用機製

審核發布:宣傳部 曾子焉 來源單位及審核人:園藝學院 劉少群 發布時間:2022-06-07瀏覽次數:676

  粉蕉是熱帶和亞熱帶地區重要的特色蕉,營養價值豐富,風味獨特(Ren et al., 2013)。粉蕉屬於典型的呼吸躍變型果實,采後很容易成熟軟化和腐爛變質,不耐貯運。低溫貯藏可以有效延長粉蕉果實的保鮮期。但是,粉蕉果實對低溫較為敏感,生長過程遇到低溫天氣或貯運溫度過低(低溫脅迫)都會引起粉蕉果實冷害(果皮褐變)及後熟障礙(果肉軟化異常)(Song et al., 2019; Song et al., 2022; Lai et al., 2022),嚴重影響粉蕉果實的食用品質和商品價值。本課題組的前期研究結果表明,適當濃度的外源ABA處理可有效緩解粉蕉果實的冷害症狀及後熟障礙(Song et al., 2022)。但是,關於ABA緩解粉蕉果實冷害的作用機製尚不清晰。

  6月3日,我校園藝學院李雪萍課題組在Horticulture Research(影響因子6.793,中科院1區Top期刊)上發表了題為Role of MaABI5-like gene in abscisic acid-induced cold tolerance of ‘Fenjiao’ banana fruit(https://doi.org/10.1093/hr/uhac130)的研究論文。該研究揭示了MaABI5-like在ABA誘導粉蕉果實耐冷性的分子機製,為提升粉蕉果實的貯藏保鮮技術提供理論基礎。

  MaABI5-like屬於ABA信號通路的轉錄因子,其在促進ABA依賴性基因表達中起著關鍵調節作用。在香蕉的研究中發現適當濃度外源ABA處理可以有效緩解粉蕉果實的冷害症狀,誘導ABI5的基因表達(Chen et al., 2018)。我們的前期研究發現適當濃度的外源ABA處理可有效緩解粉蕉果實的冷害症狀(Song et al., 2022)。在本研究中,研究者發現,MaABI5-like的基因和蛋白表達水平與ABA緩解粉蕉果實冷害症狀(脂肪酸去飽和及類黃酮合成異常)密切相關。MaABI5-like正調控5個脂肪酸去飽和基因(MaFAD3-1、MaFAD3-4、MaFAD3-5、MaFAD6-2和MaFAD6-3)和7個類黃酮合成基因(MaPAL-like、MaPAL-like1、MaC4H-like3、Ma4CL-like1、Ma4CL-like10、MaCHS6-4-like和MaFLS)。MaABI5-like粉蕉瞬時超表達和異源超表達番茄都顯著提高粉蕉果實和番茄植株的抗寒性,誘導脂肪酸去飽和及類黃酮合成基因的表達;MaABI5-like基因沉默顯著降低粉蕉果實的抗寒性,抑製脂肪酸去飽和及類黃酮合成基因的表達。該研究首次闡明了ABA通過誘導MaABI5-like的表達,調控脂肪酸去飽和及類黃酮合成,緩解粉蕉果實冷害的作用機製。本研究是在前期揭示ABI5-like參與乙烯信號和ABA信號互作,共同調控粉蕉果實的成熟和軟化(Song et al,2022,Plant Physiology)工作的進一步延伸,進一步揭示了ABI5-like在粉蕉冷害脅迫響應中的作用機製。

Fig. 7 Reduced expression of MaABI5-like enhanced the chilling injury of ‘Fenjiao’ banana fruit. 

Fig. S9 A proposed working model of MaABI5-like regulating fatty acid desaturation and flavonoid synthesis and fruit chilling injury caused by cold stress.

  我校園藝學院博士後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、陸旺金教授和郝彥偉副研究員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業體係、國家自然科學基金、廣東省香蕉菠蘿產業體係、珠江人才計劃和廣東省普通高校青年創新人才項目的資助。

  李雪萍課題組一直從事果蔬采後保鮮技術研發和果實成熟調控機製研究,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威期刊發表論文數十篇,在香蕉番木瓜等熱帶亞熱帶果蔬保鮮技術開發和推廣及調控機製中取得了重要進展。(文圖/園藝學院 朱孝揚)

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