近日,我所栽培与生理中心何义仲副研究员在The Plant Journal上发表题为“Transcription factor CitERF36 promotes sucrose accumulation in citrus fruits via activating a sucrose transporter and suppressing a vacuolar invertase”的研究论文。解析了AP2/EREBP家族转录因子CitERF36通过调控蔗糖转运与代谢促进柑橘果实蔗糖高效积累的分子机制。
糖分是决定柑橘风味、营养与商品价值的关键品质指标,成熟柑橘汁胞中可溶性糖以蔗糖、果糖、葡萄糖为主,其中蔗糖占总可溶性固形物(TSS)比例高达70%–85%。果实蔗糖积累取决于跨膜转运及代谢分解过程,分别依赖蔗糖转运蛋白(SUTs)和液泡转化酶(INVs),但目前关于柑橘果实糖分累积的具体机制尚未完全了解。
为了深入理解柑橘果实风味品质的形成,本研究团队以“爱媛30号”ד春见”杂交群体为研究材料,挖掘到AP2/EREBP家族成员CitERF36。通过番茄异源过表达、柑橘稳定干涉和瞬时转化,明确其在柑橘蔗糖积累的作用。为揭示CitERF36作用机制,通过DAP-Seq、酵母单杂交(Y1H)、凝胶阻滞实验(EMSA)和双荧光素酶报告实验等技术证实,CitERF36可激活蔗糖转运蛋白基因CitSUT2,同时抑制液泡转化酶基因CitvINV3表达。
综上,本研究提出柑橘果实高效地积累蔗糖的分子调控模型。以CitERF36作为核心枢纽,形成精妙的“一开一关”策略:一方面,它激活质膜蔗糖转运蛋白CitSUT2表达,打开了蔗糖进入细胞的“进水管”;另一方面,它直接抑制液泡酸性转化酶CitvINV3表达,关上了液泡中蔗糖降解消耗的“排水阀”(图7)。
西南大学柑桔研究所为该论文第一署名单位。2023级硕士研究生庞尧与已毕业研究生王敏为共同第一作者,何义仲副研究员为通讯作者。该工作获得华中农大大学王鹏蔚教授、我所邹修平与江东研究员、药学院张瑞芝高级工程师指导与帮助。本研究得到国家重点研发计划(2023YFD2300603)、国家自然科学基金面上项目(32372676、31902084、32172510)、中央高校基本科研业务费专项资金(SWU-KT23005)、西南大学研究生科研创新基金(SWUS24205)及国家现代农业产业技术体系(CARS-26)的共同资助。
DOI链接:https://doi.org/10.1111/tpj.70838
