近日，園藝科學(xué)與工程學(xué)院馮守千教授課題組在The Plant Journal發(fā)表了題為"High Temperature-Induced MdGATA15Reduces Anthocyanin Accumulation in Apple Peels"的研究論文。已畢業(yè)碩士研究生房月為第一作者，碩士生劉春帆、吳志蒙、李麗仙、徐同堯、王通以及馬華鷹副教授參與了此項工作，馮守千教授為該文的通訊作者。植保學(xué)院的張強(qiáng)副教授提供了基因編輯載體和技術(shù)指導(dǎo)。

全球變暖導(dǎo)致高溫天氣頻發(fā)，對水果的色澤和品質(zhì)產(chǎn)生了顯著影響。因此，挖掘具有調(diào)控花青苷代謝功能的重要高溫響應(yīng)基因具有潛在的應(yīng)用價值。GATA是植物響應(yīng)高溫信號的重要轉(zhuǎn)錄因子，但其在高溫抑制水果花青苷積累中的作用尚不明確。

本研究發(fā)現(xiàn)，蘋果MdGATA15對高溫信號表現(xiàn)出強(qiáng)烈的響應(yīng)，并與花青苷合成及轉(zhuǎn)運基因的表達(dá)密切相關(guān)。進(jìn)一步分析表明，MdGATA15能直接結(jié)合花青苷正調(diào)控基因MdMYB11、結(jié)構(gòu)基因MdANS以及轉(zhuǎn)運基因MdGSTF12的啟動子，抑制它們的表達(dá)。同時，MdGATA15結(jié)合花青苷負(fù)調(diào)控基因MdMYB308的啟動子，促進(jìn)其表達(dá)。此外，MdGATA15還與高溫響應(yīng)核心調(diào)控因子MdPIF4-Like3相互作用，增強(qiáng)其自身表達(dá)及調(diào)控功能。

高溫誘導(dǎo)MdGATA15抑制蘋果花青苷積累的調(diào)控模式

通過以上調(diào)控途徑，MdGATA15在高溫條件下對蘋果花青苷積累發(fā)揮了關(guān)鍵作用。本研究揭示了蘋果在高溫脅迫下色素代謝調(diào)控的新機(jī)制，為推動耐高溫、易著色優(yōu)良品種的選育提供了基因靶點和理論基礎(chǔ)，這些發(fā)現(xiàn)有助于提升蘋果的品質(zhì)和適應(yīng)性，對應(yīng)對全球變暖帶來的蘋果產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)具有潛在的應(yīng)用價值。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目的資助。

馮守千課題組長期致力于研究高溫對蘋果著色的影響及調(diào)控。課題組構(gòu)建了高溫抑制蘋果花青苷合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，篩選出了核心調(diào)控基因MdLBD37、MdBZR1和MdGATA15（International Journal of Molecular Sciences, 2022），解析了MdLBD37與MdBZR1之間的反饋調(diào)節(jié)環(huán)抑制花青苷合成的機(jī)制（Plant Science, 2025），明確了MdGATA15在高溫條件下抑制蘋果花青苷合成的調(diào)控途徑（The Plant Journal, 2025）。這些研究為深入理解高溫條件下果實著色的調(diào)控機(jī)制提供了重要的分子基礎(chǔ)。

http://dx.doi.org/10.1111/tpj.70381

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波