苹果是全球最重要的果树之一，果实富含有多种维生素、矿物质、微量元素、粗纤维等，是人类膳食营养的重要组成部分。苹果果实在采后贮藏过程中易发生软化，果实过度软化会严重影响果实口感及耐贮性，导致果实劣变，极大地降低了经济效益。苹果果实作为典型的呼吸跃变型果实，乙烯苹果果实采后软化过程中发挥着重要作用。
今日，山东农业大学园艺科学与工程学院苹果果实品质生物学与营养健康团队在plant biotechnology journal期刊上发表了题为“mdwrky31-mdnac7 regulatory network: orchestrating fruit softening by modulating cell wall-modifying enzyme mdxth2 in response to ethylene signalling”(https://doi.org/10.1111/pbi.14445)的研究论文，揭示了乙烯调控苹果果实软化的分子机制。
软化受一系列初生细胞壁修饰相关酶及编码基因调控，包括多聚半乳糖醛酸酶（pg）、果胶裂解酶（pl）、木葡聚糖内糖基转移酶（xth）、扩张蛋白（exp）等。研究人员基于团队前期已获得的苹果转基因植株，发现超量表达mdwrky31可以引起苹果植株细胞壁组分的变化，结合转录组测定和分子生化实验分析，筛选到靶基因木葡聚糖内糖基转移酶基因mdxth2。通过苹果果实瞬时表达实验明确，mdwrky31通过转录抑制mdxth2表达维持果实硬度。
为进一步深入探究了mdwrky31调控mdxth2介导果实软化的分子机制，研究人员利用酵母双杂交筛库实验，鉴定到一个与mdwrky31互作的nac转录因子mdnac7。通过苹果果实瞬时注射实验和分子生化实验明确，mdnac7与mdwrky31形成异源二聚体，参与mdwrky31调控苹果果实软化。
研究人员还发现，mdnac7不能直接结合mdxth2基因启动子，但可以通过与mdwrky31形成蛋白复合体，阻止mdwrky31与mdxth2基因启动子结合，减缓mdwrky31对mdxth2的转录抑制作用，促进苹果果实软化。在此过程中，乙烯信号抑制mdwrky31表达的同时，激活mdnac7，从而直接和间接的促进mdxth2表达，最终加速苹果果实软化。最终，该研究提出了mdnac7- mdwrky31作用模块调控乙烯介导苹果果实软化的分子模型，为维持苹果采后品质，延长果实贮藏期、货架期和提升苹果果实经济效益提供新思路。
山东农业大学园艺科学与工程学院胡大刚教授为论文的通讯作者，已毕业博士研究生王佳慧（现就职于河北农业大学）和“山东省博士后人才创新计划”入选者孙权博士为该论文的共同第一作者。团队马昌宁硕士、魏萌萌硕士、王楚堃博士等多名成员参与了此项研究。该研究在国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金、中国博士后科学基金等项目资助下完成。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
