粉蕉是熱帶和亞熱帶地區(qū)重要的特色蕉,,營養(yǎng)價值豐富,風(fēng)味獨(dú)特(Ren et al., 2013),。粉蕉屬于典型的呼吸躍變型果實(shí),,采后很容易成熟軟化和腐爛變質(zhì),,不耐貯運(yùn),。低溫貯藏可以有效延長粉蕉果實(shí)的保鮮期,。但是,,粉蕉果實(shí)對低溫較為敏感,,生長過程遇到低溫天氣或貯運(yùn)溫度過低(低溫脅迫)都會引起粉蕉果實(shí)冷害(果皮褐變)及后熟障礙(果肉軟化異常)(Song et al., 2019; Song et al., 2022; Lai et al., 2022),,嚴(yán)重影響粉蕉果實(shí)的食用品質(zhì)和商品價值。本課題組的前期研究結(jié)果表明,,適當(dāng)濃度的外源ABA處理可有效緩解粉蕉果實(shí)的冷害癥狀及后熟障礙(Song et al., 2022),。但是,關(guān)于ABA緩解粉蕉果實(shí)冷害的作用機(jī)制尚不清晰。
6月3日,,我校園藝學(xué)院李雪萍課題組在Horticulture Research(影響因子6.793,,中科院1區(qū)Top期刊)上發(fā)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(dǎo)粉蕉果實(shí)耐冷性的分子機(jī)制,,為提升粉蕉果實(shí)的貯藏保鮮技術(shù)提供理論基礎(chǔ),。
MaABI5-like屬于ABA信號通路的轉(zhuǎn)錄因子,其在促進(jìn)ABA依賴性基因表達(dá)中起著關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用,。在香蕉的研究中發(fā)現(xiàn)適當(dāng)濃度外源ABA處理可以有效緩解粉蕉果實(shí)的冷害癥狀,,誘導(dǎo)ABI5的基因表達(dá)(Chen et al., 2018)。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)濃度的外源ABA處理可有效緩解粉蕉果實(shí)的冷害癥狀(Song et al., 2022),。在本研究中,,研究者發(fā)現(xiàn),MaABI5-like的基因和蛋白表達(dá)水平與ABA緩解粉蕉果實(shí)冷害癥狀(脂肪酸去飽和及類黃酮合成異常)密切相關(guān),。MaABI5-like正調(diào)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(dá)和異源超表達(dá)番茄都顯著提高粉蕉果實(shí)和番茄植株的抗寒性,,誘導(dǎo)脂肪酸去飽和及類黃酮合成基因的表達(dá);MaABI5-like基因沉默顯著降低粉蕉果實(shí)的抗寒性,,抑制脂肪酸去飽和及類黃酮合成基因的表達(dá)。該研究首次闡明了ABA通過誘導(dǎo)MaABI5-like的表達(dá),,調(diào)控脂肪酸去飽和及類黃酮合成,,緩解粉蕉果實(shí)冷害的作用機(jī)制。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(diào)控粉蕉果實(shí)的成熟和軟化(Song et al,,2022,Plant Physiology)工作的進(jìn)一步延伸,,進(jìn)一步揭示了ABI5-like在粉蕉冷害脅迫響應(yīng)中的作用機(jī)制,。
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(xué)院博士后宋遵陽為該論文第一作者,李雪萍教授和朱孝揚(yáng)副教授為通訊作者,,園藝學(xué)院陳維信教授,、陸旺金教授和郝彥偉副研究員和生命科學(xué)學(xué)院龐學(xué)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(xué)基金,、廣東省香蕉菠蘿產(chǎn)業(yè)體系,、珠江人才計(jì)劃和廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才項(xiàng)目的資助。
李雪萍課題組一直從事果蔬采后保鮮技術(shù)研發(fā)和果實(shí)成熟調(diào)控機(jī)制研究,,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(xué)和食品領(lǐng)域權(quán)威期刊發(fā)表論文數(shù)十篇,,在香蕉番木瓜等熱帶亞熱帶果蔬保鮮技術(shù)開發(fā)和推廣及調(diào)控機(jī)制中取得了重要進(jìn)展。(文圖/園藝學(xué)院 朱孝揚(yáng))