园艺科学与工程学院冯守千课题组在高温抑制苹果花青苷积累机制方面取得新进展

作者: 出处: 山东农业大学 日期: 2025-07-31

近日,园艺科学与工程学院冯守千教授课题组在The Plant Journal发表了题为"High Temperature-Induced MdGATA15Reduces Anthocyanin Accumulation in Apple Peels"的研究论文。已毕业硕士研究生房月为第一作者,硕士生刘春帆、吴志蒙、李丽仙、徐同尧、王通以及马华鹰副教授参与了此项工作,冯守千教授为该文的通讯作者。植保学院的张强副教授提供了基因编辑载体和技术指导。

全球变暖导致高温天气频发,对水果的色泽和品质产生了显著影响。因此,挖掘具有调控花青苷代谢功能的重要高温响应基因具有潜在的应用价值。GATA是植物响应高温信号的重要转录因子,但其在高温抑制水果花青苷积累中的作用尚不明确。

本研究发现,苹果MdGATA15对高温信号表现出强烈的响应,并与花青苷合成及转运基因的表达密切相关。进一步分析表明,MdGATA15能直接结合花青苷正调控基因MdMYB11、结构基因MdANS以及转运基因MdGSTF12的启动子,抑制它们的表达。同时,MdGATA15结合花青苷负调控基因MdMYB308的启动子,促进其表达。此外,MdGATA15还与高温响应核心调控因子MdPIF4-Like3相互作用,增强其自身表达及调控功能。


高温诱导MdGATA15抑制苹果花青苷积累的调控模式


通过以上调控途径,MdGATA15在高温条件下对苹果花青苷积累发挥了关键作用。本研究揭示了苹果在高温胁迫下色素代谢调控的新机制,为推动耐高温、易着色优良品种的选育提供了基因靶点和理论基础,这些发现有助于提升苹果的品质和适应性,对应对全球变暖带来的苹果产业挑战具有潜在的应用价值。本研究得到了国家重点研发计划项目的资助。

冯守千课题组长期致力于研究高温对苹果着色的影响及调控。课题组构建了高温抑制苹果花青苷合成的转录调控网络,筛选出了核心调控基因MdLBD37、MdBZR1和MdGATA15(International Journal of Molecular Sciences, 2022),解析了MdLBD37与MdBZR1之间的反馈调节环抑制花青苷合成的机制(Plant Science, 2025),明确了MdGATA15在高温条件下抑制苹果花青苷合成的调控途径(The Plant Journal, 2025)。这些研究为深入理解高温条件下果实着色的调控机制提供了重要的分子基础。

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

编      辑:万    千 

审      核:贾    波