西北农林科技大学果树逆境生物学团队揭示苹果果实中苹果酸含量的调控新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

酸度是控制果实风味和品质的关键因素之一，也对果汁等加工产品的质量和色泽的维持具有重要影响。植物细胞中有机酸的积累主要取决于有机酸代谢、转运及液泡储存。苹果酸盐通过液泡转运蛋白运输到液泡中，随后被质子化并以苹果酸的形式留在液泡中。在苹果中，MdMa1作为液泡膜上的苹果酸盐转运蛋白之一，可以增加果实中苹果酸含量。液泡中主要有三种质子泵，包括H+-ATPase、V-PPase、以及P3-type ATPase。其中MdMa11基因编码一种P3A型质子泵，能够介导H+的跨膜转运，维持液泡酸度。然而，在苹果中协同调控苹果酸盐和质子转运的研究还较少。

近日，西北农林科技大学果树逆境生物学团队在Plant Physiology发表了题为 Allelic variation of MdMYB123 controls malic acid content by regulating MdMa1 and MdMa11 expression in apple的研究论文。该研究揭示了MdMYB123/mdmyb123通过调控MdMa1和MdMa11的表达，进而影响苹果果实中苹果酸含量的分子机制。

该研究中通过对苹果酸含量存在差异的Ma1纯合基因型苹果品种‘秦冠(QG)’和‘蜜脆(HC)’进行转录组分析，筛选出可能调控果实酸度的候选基因MdMYB123。序列分析发现其最后一个外显子上存在一个SNP（A→T）导致该基因翻译的提前终止，这种提前终止基因型被命名为mdmyb123。关联分析发现该SNP与成熟果实中苹果酸含量显著相关，能够解释苹果种质资源有机酸表型变异的9.5%。在转基因苹果愈伤组织、果实和植株中发现MdMYB123和mdmyb123介导的苹果酸积累存在显著差异。

进一步研究发现，MdMYB123可直接与MdMa1和MdMa11的启动子结合，激活其表达。相比之下，mdmyb123也可以结合MdMa1和MdMa11的启动子，但不能激活它们的表达。此外，MdMYB123与mdmyb123存在竞争结合现象，进而影响MdMa1和MdMa11的表达量，最终导致苹果果实中苹果酸含量的变化（图2）。

MdMYB123/mdmyb123调控苹果果实中苹果酸含量的分子机制

西北农林科技大学园艺学院在读硕士研究生郑丽桐，中国科学院武汉植物园廖燎副研究员为论文共同第一作者，西北农林科技大学园艺学院马百全副教授与李明军教授为论文通讯作者。中国科学院武汉植物园韩月彭研究员，西北农林科技大学园艺学院马锋旺教授等也参与了研究工作。该研究得到了国家自然科学基金，陕西省科技重大专项，高校基本科研业务费等项目支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad111

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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