近日，《植物細胞》(The Plant Cell)在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學韓振海/吳婷團隊的研究論文，揭示了MdMPK4磷酸化MdERF17調(diào)控蘋果果實發(fā)育成熟過程中果皮褪綠的分子機制。

團隊在前期研究表明，蘋果中乙烯響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子ERF17主要調(diào)控蘋果果皮的褪綠。同時隨著ERF17基因編碼區(qū)絲氨酸 (S)殘基串聯(lián)重復(fù)數(shù)目的增加，基因的轉(zhuǎn)錄活性以及對下游葉綠降解相關(guān)結(jié)構(gòu)基因PPH、NYC啟動子的結(jié)合能力和穩(wěn)定性也隨之增強，從而促進蘋果果皮葉綠素的降解。

由于ERF17絲氨酸蛋白殘基重復(fù)數(shù)存在自然變異，為深入探究編碼區(qū)增加的絲氨酸作為重要的潛在MAPK的磷酸化位點是否能夠影響ERF17的磷酸化程度，團隊進一步明晰了關(guān)鍵調(diào)控果皮褪綠 ERF17基因多態(tài)位點的生物學意義，及其翻譯后修飾的相互協(xié)同調(diào)節(jié)關(guān)系。該研究首先證明了MdMPK4和MdERF17的互作作用，進而通過體內(nèi)體外磷酸化試驗和位點突變分析，發(fā)現(xiàn)MdERF17的Thr-67殘基是MdMPK4-14G的主要磷酸化位點。LUC活性分析及功能驗證實驗表明，Thr-67磷酸化對于MdERF17在調(diào)控蘋果果皮褪綠中的作用是必需的。并且MdERF17絲氨酸蛋白重復(fù)數(shù)的不同能夠通過影響MdERF17與MdMPK4-14G的結(jié)合活性進而影響ERF17的磷酸化程度，揭示了 MdERF17自然變異造成的不同磷酸化程度對其調(diào)控果皮褪綠的重要性。

基于以上試驗結(jié)果，作者接下來研究了MdMPK4-14G在果實發(fā)育成熟過程中對果皮褪綠的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)MdMPK4-14G在基因和蛋白水平上均響應(yīng)晝夜節(jié)律，從而導(dǎo)致此時的MdERF17磷酸化水平升高。隨后通過基因功能驗證以及對果實進行不同光照處理，進一步明確黑暗條件下，MdMPK4-14G通過磷酸化MdERF17正向調(diào)控蘋果果皮褪綠。結(jié)合近期研究結(jié)果光照條件下MdMPK4-06G通過磷酸化MdMYB1參與調(diào)控蘋果果皮花青苷的合成。

該研究不僅闡釋了MdERF17蛋白翻譯后修飾的分子遺傳調(diào)控機理，同時揭示了兩個MdMPK4蛋白分別參與調(diào)控葉綠素降解和花青素積累以響應(yīng)光/暗轉(zhuǎn)換的分子機制。

中國農(nóng)業(yè)大學教授韓振海、副教授吳婷為該論文的共同通訊作者。博士生王帥為論文第一作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、北京科技創(chuàng)新服務(wù)能力建設(shè)-高精尖學科、111引智平臺項目支持。(作者：張晴丹 )

免責聲明：本文不構(gòu)成任何商業(yè)建議，投資有風險，選擇需謹慎！本站發(fā)布的圖文一切為分享交流，傳播正能量，此文不保證數(shù)據(jù)的準確性，內(nèi)容僅供參考

關(guān)鍵詞： 蘋果果皮褪綠 關(guān)鍵機制 蘋果果皮 果皮色澤