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郝玉金团队揭示适度干旱提高苹果糖度的机理

作者:党委宣传部 园艺学院 出处:山东农业大学 日期:2017-07-24

      近日,山东农业大学长江学者郝玉金团队通过研究干旱和ABA对蔗糖转运蛋白MdSUT2的调控机理,发现了“干旱/ABA-MdCIPK22-MdAREB2-MdSUT2-可溶性糖积累”的信号通路,解析了适度干旱胁迫提高果实糖含量和风味品质的分子机制,为果实品质调控提供了新思路。国际知名学术期刊Plant PhysiologyPlantCell & Environment相继发表此项重要成果。

      在果树和其它果实作物的生产中,适度的干旱胁迫或ABA处理能够促进果实中的糖积累,从而提高果实的风味品质,但其分子机制不清楚。郝玉金团队长期从事苹果果实品质形成与调控研究,在该研究中,首先确定了苹果中淀粉酶和液泡膜蔗糖转运蛋白MdSUT2ABA诱导的可溶性糖积累中具有重要作用,而MdAREB2是苹果应答ABA和干旱信号、激活MdSUT2等基因表达的关键转录因子,过量表达MdAREB2基因增加了转基因苹果植株的ABA敏感性,MdAREB2-MdSUT2ABA诱导果实糖积累的关键转录单元。进一步研究发现,蛋白激酶MdCIPK22MdAREB2蛋白相互作用,在ABA处理(或干旱)条件下将MdAREB2蛋白的Thr411残基磷酸化,提高MdAREB2蛋白的稳定性和转录活性。这些研究结果表明,ABA或干旱诱导的蛋白激酶MdCIPK22能够磷酸化转录因子MdAREB2,使其高效地激活淀粉酶和糖转运蛋白基因的表达,最终促进可溶性糖积累,提高植物的抗逆性和果实品质。
      该研究由山东农业大学作物生物学国家重点实验室和园艺科学与工程学院共同完成,博士研究生马齐军为两篇论文的第一作者,长江学者郝玉金教授为通讯作者。相关工作得到了国家杰出青年科学基金的资助。