山東農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)現(xiàn)蘋果類黃酮代謝機(jī)理

本欄目由山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、山東省農(nóng)業(yè)專家顧問(wèn)團(tuán)主辦

日前，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授陳學(xué)森課題組在蘋果類黃酮代謝機(jī)理研究方面取得突破，相關(guān)論文在《園藝研究》上在線發(fā)表。

蘋果中所含的類黃酮具有很好的抗氧化功能，但我國(guó)蘋果現(xiàn)有栽培品種較為單一，且遺傳基礎(chǔ)狹窄，抗逆化減退，花青苷、類黃酮含量降低。陳學(xué)森團(tuán)隊(duì)對(duì)此作了系統(tǒng)研究。

他們研究發(fā)現(xiàn)，參與原花青素合成的MYB轉(zhuǎn)錄因子可分為TT2和PA1兩種類型，并從紅肉蘋果中鑒定出一種PA1型MYB轉(zhuǎn)錄因子MdMYBPA1。結(jié)果表明，正常條件下它能夠促進(jìn)蘋果中原花青素的合成，但在低溫脅迫下轉(zhuǎn)而促進(jìn)花青苷的合成。該研究結(jié)果揭示了PA1型轉(zhuǎn)錄因子在蘋果原花青素和花青苷合成代謝網(wǎng)絡(luò)中的重要作用。

乙烯是一種重要的植物激素，廣泛參與植物生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)成熟。伴隨乙烯釋放高峰的到來(lái)，蘋果果實(shí)花青苷含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但其具體調(diào)控機(jī)制仍不清楚。通過(guò)研究，團(tuán)隊(duì)成員分離得到一個(gè)乙烯響應(yīng)因子MdERF1B，它能夠促進(jìn)蘋果中花青苷和原花青素的合成。該成果揭示了乙烯通過(guò)MdERF1B轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控蘋果花青苷的合成代謝過(guò)程，為蘋果果實(shí)品質(zhì)調(diào)控提供了理論支持。

生長(zhǎng)素作為調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要激素之一，其調(diào)控蘋果中花青苷合成的機(jī)制此前尚未報(bào)道。團(tuán)隊(duì)利用新疆紅肉蘋果雜種一代群體中的“紫紅3號(hào)”優(yōu)株幼嫩葉片誘導(dǎo)了紅色愈傷組織，并從中分離得到生長(zhǎng)素響應(yīng)基因MdARF13。研究表明，該基因能夠抑制花青苷的合成。此外，高濃度生長(zhǎng)素條件下，MdIAA121蛋白可以被迅速降解從而釋放MdARF13。該成果揭示了生長(zhǎng)素參與調(diào)控蘋果花青苷的合成代謝過(guò)程，為利用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行蘋果類黃酮的工廠化生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。