2月24日，青島農業大學園藝學院果樹分子與發育生物學團隊和中國農業大學合作在Plant Physiology上在線發表了題為“Genetic variation in the promoter of an R2R3−MYB transcription factor determines fruit malate content in apple (Malus domestica Borkh.)”的研究論文，揭示了蘋果果實蘋果酸積累調控的新機制。青島農業大學園藝學院賈東杰博士為論文第一作者，青島農業大學原永兵教授和中國農業大學韓振海教授、張新忠教授為論文共同通訊作者。
蘋果酸是影響蘋果果實風味和加工品質的重要代謝物質，精確控制蘋果酸含量一直是蘋果育種的重要目標，因此解析蘋果酸積累的分子調控機制成為該領域重要的科學問題。蘋果酸含量是由多基因控制的數量性狀，研究人員前期對蘋果果實酸度性狀進行了QTL定位，發現位于第8號染色體的qtl08.1基因座是決定蘋果酸含量的一個主效位點，并認為MdMYB44是關鍵候選基因，在中國農業大學完成，結果發表在Plant Journal上，Jia et al., 2018, 95:427-443。在此基礎上，研究人員在青島農業大學園藝學院進一步進行了候選基因MdMYB44的功能和調控機制解析。
該研究發現，MdMYB44是一個R2-R3類MYB轉錄因子，將MdMYB44的過表達載體和干擾載體轉化蘋果愈傷組織和注射蘋果果實，證實MdMYB44負向調控蘋果酸的積累。該研究還解析了MdMYB44調控蘋果酸積累的通路，即MdMYB44通過抑制蘋果酸相關基因Ma1、Ma10、MdVHA-A3、MdVHA-D2的啟動子活性，負向調控果實蘋果酸的積累。對蘋果不同種質資源基因型分析發現，MdMYB44啟動子區域的2個單堿基核酸多樣性變異位點SNP T/−與SNP A/G通過組合成不同單倍型控制蘋果酸含量，SNP T和SNP A組合成的單倍型中MdMYB44基因高表達引起低蘋果酸含量，SNP −和SNP G的組合MdMYB44表達量低導致高蘋果酸含量。PlantCARE分析當SNP T/−為T時，為bHLH類轉錄因子的核心結合元件E-box，該研究鑒定了與該E-box特異性結合的轉錄因子MdbHLH49，MdbHLH49同時能與MdMYB44互作增強其活性，負向調控果實蘋果酸的積累。當SNP A/G位點為A時，為核心元件TATA-box，該TATA-box能增強MdMYB44的啟動子活性。
該研究揭示了MdMYB44在蘋果酸積累中的調控模式和作用機理，并驗證了其啟動子區變異位點SNP T/−和SNP A/G對其啟動子活性的影響，最后鑒定與SNP T對應元件特異性結合的轉錄因子。該研究對深入研究蘋果果實蘋果酸積累的分子調控網絡，開發蘋果酸含量高效的分子標記，加速蘋果分子育種進程，保障蘋果產業可持續發展具有重要意義。(記者 王健高 通訊員 曲天澤)
關鍵詞： 蘋果酸積累調控新機制
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