沈阳农业大学王爱德课题组揭示生长素通过MdARF5调控苹果果实成熟的分子机理。

来源：植物科学最前沿

原标题：New Phytologist：沈阳农业大学王爱德课题组揭示生长素通过MdARF5调控苹果果实成熟的分子机理。

2020年2月21日，New Phytologist 在线发表了沈阳农业大学王爱德课题组题为“Auxin-ActivatedMdARF5 Induces the Expression of Ethylene Biosynthetic Genes to Initiate AppleFruit Ripening”的研究论文，揭示了生长素通过MdARF5调控苹果果实成熟的分子机理。

图1 生长素诱导苹果果实乙烯的合成及乙烯合成相关基因的表达DAH：采收后天数；DAFB：花后天数

乙烯是呼吸跃变型果实成熟必需的植物激素，乙烯生成量的高低直接影响果实的贮藏性和成熟期，因此调控乙烯的合成一直是调控呼吸跃变型果实成熟期及贮藏性的关键。生长素是影响植物发育的重要植物激素，多年来园艺作物中生长素与乙烯的互作，尤其是生长素对果实成熟的调控一直是热点研究问题，然而生长素信号如何调控乙烯合成的内在机理尚未明确。

苹果（Malus domestica）是典型的呼吸跃变型果实，该研究以“金冠”苹果为试材，使用萘乙酸（NAA）处理苹果果实发现生长素在果实不能自然成熟时即可以诱导乙烯的生成并使果实提前成熟。通过转录组分析筛选得到了表达模式与乙烯合成模式一致的MdARF5。在苹果果实中用农杆菌介导的瞬时表达系统沉默或过表达MdARF5发现它能够调控果实乙烯的生成及果实的成熟。ChIP-PCR等试验证明MdARF5能够结合乙烯合成途径关键基因MdACS3a，MdACS1和MdACO1的启动子并正调控它们的表达，从而促进苹果果实乙烯的合成。研究发现生长素促进苹果果实乙烯合成依赖于MdACS3a的表达，受MdACS3a启动子甲基化水平的影响。生长素只有在MdACS3a启动子甲基化水平降低、基因开始表达后才能诱导果实乙烯的合成，从而使果实提前成熟。

沈阳农业大学园艺学院博士研究生岳鹏涛为论文第一作者，王爱德教授为通讯作者。青年教师袁晖，课题组研究生鲁倩、李馨玥、卜海东、刘伟婷和徐雅秀，辽宁省果树科学研究所研究员刘志、吕天星也参与了相关工作。该研究得到了国家重点研发项目、国家自然基金以及“兴辽英才计划”科技创新领军人才项目的资助。