來源：【中國科學院】

果實不僅在植物繁殖擴散中起到至關重要的作用，而且也為人類的健康提供了豐富的營養物質。果實成熟伴随着風味物質（酸、甜、香等）、果實硬度和外觀顔色等一系列生理生化變化過程。這些生理生化過程通常受到内外因素的共同調控。解析果實成熟過程的生理和分子調控機理對提高果實品質、培育不同成熟期品種（如早熟或晚熟），以及貯藏保鮮不同類型果實具有重要指導意義。

芒果是世界最受歡迎的熱帶水果之一。由于芒果果實成熟後期乙烯含量顯著累積，長期以來芒果一直被認為是典型的躍變型果實。然而，研究人員在調查芒果成熟過程的生理變化時，發現芒果成熟期經曆的時間差異很大，早熟和晚熟現象很明顯，且果實内源激素乙烯在不同品種中（尤其是早熟和晚熟品種）差異明顯，特别是在一些晚熟品種中乙烯的含量很低。這些乙烯含量低的果實，其成熟過程在生理和分子上是如何介導的？早熟和晚熟特性是如何形成的？人們對這些問題一直缺乏認識。

近日，中國科學院昆明植物研究所等研究人員以典型晚熟芒果品種凱特芒（Keitt）果實為研究材料，深入調查了果實發育不同階段形态、生理和代謝物的變化規律以及基因表達譜的改變。研究發現在果實成熟過程中，乙烯釋放量處于較低水平，沒有明顯的躍變趨勢，然而ABA在果實成熟過程中大量累積，與果實成熟進程高度關聯，預示着ABA可能在凱特芒果實成熟過程中發揮重要的介導作用。利用廣譜靶向代謝組分析技術，該研究系統調查了果實成熟進程中代謝物質的變化規律，闡明了成熟過程中硬度和風味形成的物質基礎。研究人員利用RNA-seq技術深入調查了果實發育不同階段的轉錄組，鑒别了果實發育不同階段的關鍵功能基因和調控因子，特别是圍繞果實硬度變化（如細胞壁成分）和甜味形成（如蔗糖）等方面，發現了多個成熟相關基因（MiSWEET12/15、MiPLY8、MiPSY、MiHXK1及MiBAM9）與ABA通路的關鍵調控因子（MiHY5、MiGBF4、MiABI5-like和MibZIP9）的表達緊密關聯。結合外源ABA及其抑制劑處理實驗，以及ABA信号調控因子和靶點基因的表達分析，該研究進一步利用轉錄因子和關鍵靶基因的轉錄激活實驗（圖1），證明ABA信号調控因子直接調控凱特芒成熟關鍵基因的表達。這些結果表明，ABA信号對凱特芒果實成熟進程具有直接的調控作用。

基于實驗結果，該研究提出了ABA調控凱特芒果實成熟的一種潛在模型，即随着芒果果實發育和成熟，内源ABA含量逐漸增加，誘導MiHY5等轉錄因子的表達，并進一步激活蔗糖代謝、果實軟化、β-類胡蘿蔔素積累和澱粉降解等果實成熟相關通路基因的表達，進而介導芒果果實成熟（圖2）。該研究為芒果果實成熟調控網絡構建提供了新見解。

相關研究成果以Metabolomic and transcriptomic analyses reveal new insights into the role of abscisic acid in modulating mango fruit ripening為題在線發表在Horticulture Research上。相關研究工作得到雲南省科學技術廳對外科技合作專項等項目的支持。

論文鍊接

圖1 MiHY5直接激活成熟相關基因的表達

圖2 ABA調控凱特芒果實成熟的模型

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