近日，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、園藝學(xué)院陸旺金教授和陳建業(yè)教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名期刊Plant Physiology（植物學(xué)Top期刊，2020年影響因子8.34）在線發(fā)表了題為“Phosphorylation of Transcription Factor bZIP21 by MAP Kinase MPK6-3 Enhances Banana Fruit Ripening”，在線網(wǎng)址：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab539/6430993?searchresult=1。論文第一作者為園藝學(xué)院2019級(jí)博士研究生吳超杰，通訊作者為鄺健飛研究員，中國(guó)科學(xué)院華南植物園劉勛成副研究員和法國(guó)圖盧茲大學(xué)Bouzayen Mondher教授參與了該項(xiàng)研究工作。該論文獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東特支計(jì)劃科技創(chuàng)新青年拔尖人才、財(cái)政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國(guó)家香蕉現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目的資助。

　　果實(shí)成熟是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)過程，是內(nèi)因（如植物激素、轉(zhuǎn)錄因子等）和外因（溫度、光照等）協(xié)同作用的結(jié)果。果實(shí)成熟涉及多層次多維度的精準(zhǔn)調(diào)控，包括轉(zhuǎn)錄調(diào)控、表觀遺傳調(diào)控和蛋白質(zhì)翻譯后修飾等。蛋白質(zhì)磷酸化是最重要和最普遍的翻譯后修飾方式之一，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用，但是蛋白質(zhì)磷酸化與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)在果實(shí)成熟中的相互聯(lián)系仍有待闡明。研究人員對(duì)香蕉成熟開展蛋白質(zhì)磷酸化組學(xué)分析，一共鑒定出63條在果實(shí)成熟過程中差異化表達(dá)的磷酸化肽段，并對(duì)應(yīng)于49個(gè)蛋白質(zhì)，其中一個(gè)bZIP轉(zhuǎn)錄因子MabZIP21蛋白在果實(shí)成熟階段顯示出較高的磷酸化水平。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明MabZIP21轉(zhuǎn)錄水平和磷酸化豐度在香蕉果實(shí)成熟過程中顯著增加。采用DAP-Seq技術(shù)對(duì)MabZIP21的全基因組DNA結(jié)合特性分析，結(jié)果顯示MabZIP21調(diào)控的下游靶基因與香蕉成熟有關(guān)。EMSA、CHIP-qPCR和DLR實(shí)驗(yàn)表明MabZIP21通過直接結(jié)合成熟相關(guān)基因（MaACO1、MaPG3、MaPL5、MaPL15、MaPE42、MaPE51和MaEXPA15）啟動(dòng)子并激活它們轉(zhuǎn)錄。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用實(shí)驗(yàn)證實(shí)MabZIP21可與促分裂原活化蛋白激酶MaMPK6-3相互作用，體外磷酸化實(shí)驗(yàn)揭示了MabZIP21被MaMPK6-3磷酸化，并鑒定出T318和S436是重要的磷酸化位點(diǎn)。體內(nèi)和體外蛋白質(zhì)磷酸化增強(qiáng)了MabZIP21介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄激活能力。瞬時(shí)過表達(dá)MabZIP21的模擬磷酸化（MabZIP21T318E/S436E）可以促進(jìn)香蕉果實(shí)的成熟，而瞬時(shí)過表達(dá)MabZIP21的模擬非磷酸化（MabZIP21T318A/S436A）則延緩香蕉果實(shí)成熟。此外，MabZIP21通過激活MaMPK6-3及其自身的轉(zhuǎn)錄，擴(kuò)大了其在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的作用（圖1）。以上結(jié)果揭示了磷酸化修飾的MabZIP21在采后香蕉果實(shí)成熟衰老過程中的新機(jī)制，為改善果蔬貯運(yùn)品質(zhì)和制定合理的保鮮物流措施提供了理論支撐。

 

　　陸旺金教授和陳建業(yè)教授課題組主要從事香蕉果實(shí)采后生物學(xué)和物流保鮮技術(shù)的研究。近年來相繼在New Phytologist、Plant Physiology、Plant Biotechnology Journal、The Plant Journal、Plant Cell and Environment和Journal of Experimental Botany等知名植物學(xué)期刊發(fā)表了多篇關(guān)于香蕉果實(shí)成熟及逆境響應(yīng)調(diào)控機(jī)制的研究論文，得到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。（文圖/園藝學(xué)院 陳建業(yè)）