近日,，我校亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、園藝學(xué)院陸旺金教授和陳建業(yè)教授課題組在國(guó)際知名期刊Journal of Integrative Plant Biology上發(fā)表題為“Methionine oxidation and reduction of the ethylene signalling component MaEIL9 are involved in banana fruit ripening”的研究論文,。論文在線網(wǎng)址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jipb.13363,。

　　在逆境脅迫或衰老進(jìn)程中，植物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧（ROS）,。ROS會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)中含硫氨基酸如半胱氨酸（Cys）和甲硫氨酸（Met）形成氧化修飾而調(diào)控氧化還原信號(hào)。Met可被ROS氧化生成R型和S型兩種差向異構(gòu)體的甲硫氨酸亞砜（MetSO），分別為甲硫氨酸-R-亞砜（Met-R-SO）和甲硫氨酸-S-亞砜（Met-S-SO）,，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和活性發(fā)生改變。這兩種MetSO可以被對(duì)應(yīng)兩種甲硫氨酸亞砜還原酶（Msr）逆轉(zhuǎn),，其中,，甲硫氨酸亞砜還原酶A（MsrA）能夠特異識(shí)別和作用于S-型甲硫氨酸亞砜，而甲硫氨酸亞砜還原酶B（MsrB）則修復(fù)R-型甲硫氨酸亞砜,，從而恢復(fù)蛋白質(zhì)的活性,。在香蕉里面，已證明了有一些轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生氧化修飾后會(huì)被Msr還原,，但是EIN3/EIL轉(zhuǎn)錄因子的氧化還原修飾在香蕉果實(shí)成熟過(guò)程中的作用有待進(jìn)一步揭示,。

圖1 MaEIL9氧化還原修飾參與香蕉果實(shí)成熟的模型圖

　　研究人員通過(guò)篩選香蕉基因組EIN3/EIL轉(zhuǎn)錄因子在果實(shí)成熟進(jìn)程的表達(dá)趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)MaEIL9轉(zhuǎn)錄水平隨著果實(shí)成熟進(jìn)程而逐漸加強(qiáng),。MaEIL9蛋白水平跟轉(zhuǎn)錄水平變化一致,，都是在果實(shí)成熟時(shí)期顯著上調(diào)。通過(guò)DAP-seq,、EMSA,、ChIP-qPCR和雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)，證明了MaEIL9能夠直接結(jié)合淀粉降解相關(guān)基因MaAMY3D和MaBAM1的啟動(dòng)子并激活其轉(zhuǎn)錄,。分別在番茄中穩(wěn)定超表達(dá)和在香蕉體內(nèi)瞬時(shí)沉默MaEIL9,，可以獲得MaEIL9轉(zhuǎn)錄因子具有促進(jìn)果實(shí)成熟和淀粉降解的功能。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，MaEIL9蛋白3個(gè)甲硫氨酸（Met-129,、Met-130和Met-282）會(huì)發(fā)生亞砜化。對(duì)MaEIL9蛋白模擬氧化（Met突變?yōu)镚ln）和阻斷氧化（Met突變?yōu)閂al）,，證實(shí)了甲硫氨酸氧化會(huì)減弱MaEIL9的結(jié)合能力和激活能力,。MaMsrA4能還原MaEIL9的氧化狀態(tài)，并恢復(fù)MaEIL9的蛋白質(zhì)活性（圖1）,。綜上所述,，本研究提出了MaEIL9轉(zhuǎn)錄因子氧化還原修飾調(diào)控香蕉果實(shí)成熟的新機(jī)制，豐富了EIN3/EIL翻譯后修飾的認(rèn)識(shí),。

　　我校園藝學(xué)院2020級(jí)在讀博士研究生朱麗莎為本論文第一作者,，鄺健飛研究員為通訊作者。蔬菜系青年教師陳琳博士參與了該項(xiàng)工作,。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、廣東特支計(jì)劃科技創(chuàng)新青年拔尖人才,、國(guó)家香蕉農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、廣東省香蕉菠蘿產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系,、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)提質(zhì)增效專項(xiàng)的資助,。

文圖/園藝學(xué)院 陳建業(yè)