破解软化机制 打赢苹果“硬仗”
◎本报记者 王延斌
是什么导致了苹果软化?如何破解该难题?针对这些问题,山东农业大学教授胡大刚课题组于近日给出了解答。该课题组在国际上首次发现了苹果果实软化的重要调节因子——非共生血红蛋白MdHb1,并发现是其催化了原果胶向可溶性果胶转化,从而揭开了果实软化的关键机制。这一成果日前发表在国际学术期刊《自然·植物》上。
苹果软化是指苹果果实硬度降低、质地变软的现象。胡大刚介绍,软化的苹果不仅容易受到机械损伤,在运输和贮藏过程中也容易腐烂。研究数据显示,bet36备用:每年因果实软化导致的苹果滞销损失超过15亿元,相当于倒掉3000万箱红富士。
如何破解苹果软化难题?该课题组试图找到调控苹果果实硬度的分子机理,打赢这场无声的“战役”。
通过研究苹果果实采摘后不同贮藏阶段的变化,胡大刚团队检测到D-半乳糖醛酸(D-GalUA)和D-葡萄糖醛酸(D-GlcA)这两种代谢产物发生了显著变化,并且它们与一个关键的Ⅰ类非共生血红蛋白MdHb1相关。
胡大刚团队的这一研究首次发现了非共生血红蛋白MdHb1催化原果胶向可溶性果胶转化,从而揭开果实软化的关键机制。同时,团队首次鉴定了D-GlcA和D-GalUA为苹果软化的标志代谢物。此外,团队还首次揭示了D-GlcA和D-GalUA介导的转录因子MdMYB2/MdNAC14/MdNTL9-MdHb1模块在果实软化中的负反馈调控作用。
胡大刚表示,上述研究成果能为精准调控果实品质、延长水果保鲜期提供全新靶点。
《自然·植物》评审专家认为,研究通过多层次创新,突破了果实软化机制的固有认知,实现了从关键基因、代谢标志物到调控网络的全链条解析,兼具科学价值与应用潜力。这一成果不仅为苹果采后保鲜技术研发提供了理论依据,也为其他园艺作物的品质改良研究开辟了新思路。
10余年来,胡大刚团队初步解析了葡萄糖信号调控苹果色泽的分子机制,构建了山梨醇、硝酸盐和乙烯调控苹果果实酸度的调控网络,挖掘了调控苹果果实硬度的新的靶基因和关键代谢物。基于这些苹果果实品质理论研究成果,胡大刚团队已经初步构建了苹果果实品质调控的遗传密码图,为苹果产业的可持续发展贡献了力量。