山東農業大學發現蘋果類黃酮代謝機理

本欄目由山東省現代農業產業技術體系創新團隊、山東省農業專家顧問團主辦

日前，山東農業大學教授陳學森課題組在蘋果類黃酮代謝機理研究方面取得突破，相關論文在《園藝研究》上在線發表。

蘋果中所含的類黃酮具有很好的抗氧化功能，但我國蘋果現有栽培品種較為單一，且遺傳基礎狹窄，抗逆化減退，花青苷、類黃酮含量降低。陳學森團隊對此作了系統研究。

他們研究發現，參與原花青素合成的MYB轉錄因子可分為TT2和PA1兩種類型，并從紅肉蘋果中鑒定出一種PA1型MYB轉錄因子MdMYBPA1。結果表明，正常條件下它能夠促進蘋果中原花青素的合成，但在低溫脅迫下轉而促進花青苷的合成。該研究結果揭示了PA1型轉錄因子在蘋果原花青素和花青苷合成代謝網絡中的重要作用。

乙烯是一種重要的植物激素，廣泛參與植物生長發育和果實成熟。伴隨乙烯釋放高峰的到來，蘋果果實花青苷含量呈現上升趨勢，但其具體調控機制仍不清楚。通過研究，團隊成員分離得到一個乙烯響應因子MdERF1B，它能夠促進蘋果中花青苷和原花青素的合成。該成果揭示了乙烯通過MdERF1B轉錄因子參與調控蘋果花青苷的合成代謝過程，為蘋果果實品質調控提供了理論支持。

生長素作為調控植物生長發育的重要激素之一，其調控蘋果中花青苷合成的機制此前尚未報道。團隊利用新疆紅肉蘋果雜種一代群體中的“紫紅3號”優株幼嫩葉片誘導了紅色愈傷組織，并從中分離得到生長素響應基因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。該成果揭示了生長素參與調控蘋果花青苷的合成代謝過程，為利用組織培養技術進行蘋果類黃酮的工廠化生產提供了理論依據。