蘋果是全球最重要的果樹之一，果實富含有多種維生素、礦物質、微量元素、粗纖維等，是人類膳食營養的重要組成部分。蘋果果實在采后貯藏過程中易發生軟化，果實過度軟化會嚴重影響果實口感及耐貯性，導致果實劣變，極大地降低了經濟效益。蘋果果實作為典型的呼吸躍變型果實，乙烯蘋果果實采后軟化過程中發揮著重要作用。

今日，山東農業大學園藝科學與工程學院蘋果果實品質生物學與營養健康團隊在Plant Biotechnology Journal期刊上發表了題為“MdWRKY31-MdNAC7 regulatory network: orchestrating fruit softening by modulating cell wall-modifying enzyme MdXTH2 in response to ethylene signalling”(https://doi.org/10.1111/pbi.14445)的研究論文，揭示了乙烯調控蘋果果實軟化的分子機制。

軟化受一系列初生細胞壁修飾相關酶及編碼基因調控，包括多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠裂解酶（PL）、木葡聚糖內糖基轉移酶（XTH）、擴張蛋白（EXP）等。研究人員基于團隊前期已獲得的蘋果轉基因植株，發現超量表達MdWRKY31可以引起蘋果植株細胞壁組分的變化，結合轉錄組測定和分子生化實驗分析，篩選到靶基因木葡聚糖內糖基轉移酶基因MdXTH2。通過蘋果果實瞬時表達實驗明確，MdWRKY31通過轉錄抑制MdXTH2表達維持果實硬度。

為進一步深入探究了MdWRKY31調控MdXTH2介導果實軟化的分子機制，研究人員利用酵母雙雜交篩庫實驗，鑒定到一個與MdWRKY31互作的NAC轉錄因子MdNAC7。通過蘋果果實瞬時注射實驗和分子生化實驗明確，MdNAC7與MdWRKY31形成異源二聚體，參與MdWRKY31調控蘋果果實軟化。

研究人員還發現，MdNAC7不能直接結合MdXTH2基因啟動子，但可以通過與MdWRKY31形成蛋白復合體，阻止MdWRKY31與MdXTH2基因啟動子結合，減緩MdWRKY31對MdXTH2的轉錄抑制作用，促進蘋果果實軟化。在此過程中，乙烯信號抑制MdWRKY31表達的同時，激活MdNAC7，從而直接和間接的促進MdXTH2表達，最終加速蘋果果實軟化。最終，該研究提出了MdNAC7- MdWRKY31作用模塊調控乙烯介導蘋果果實軟化的分子模型，為維持蘋果采后品質，延長果實貯藏期、貨架期和提升蘋果果實經濟效益提供新思路。

山東農業大學園藝科學與工程學院胡大剛教授為論文的通訊作者，已畢業博士研究生王佳慧（現就職于河北農業大學）和“山東省博士后人才創新計劃”入選者孫權博士為該論文的共同第一作者。團隊馬昌寧碩士、魏萌萌碩士、王楚堃博士等多名成員參與了此項研究。該研究在國家重點研發計劃、國家自然科學基金、山東省自然科學基金、中國博士后科學基金等項目資助下完成。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波