李雪萍教授课题组揭示MaABI5-like在ABA诱导粉蕉果实耐冷性的作用机制

　　粉蕉是热带和亚热带地区重要的特色蕉，营养价值丰富，风味独特(Ren et al., 2013)。粉蕉属于典型的呼吸跃变型果实，采后很容易成熟软化和腐烂变质，不耐贮运。低温贮藏可以有效延长粉蕉果实的保鲜期。但是，粉蕉果实对低温较为敏感，生长过程遇到低温天气或贮运温度过低（低温胁迫）都会引起粉蕉果实冷害（果皮褐变）及后熟障碍（果肉软化异常）(Song et al., 2019; Song et al., 2022; Lai et al., 2022)，严重影响粉蕉果实的食用品质和商品价值。本课题组的前期研究结果表明，适当浓度的外源ABA处理可有效缓解粉蕉果实的冷害症状及后熟障碍(Song et al., 2022)。但是，关于ABA缓解粉蕉果实冷害的作用机制尚不清晰。

　　6月3日，我校园艺学院李雪萍课题组在Horticulture Research（影响因子6.793，中科院1区Top期刊）上发表了题为Role of MaABI5-like gene in abscisic acid-induced cold tolerance of ‘Fenjiao’ banana fruit（https://doi.org/10.1093/hr/uhac130）的研究论文。该研究揭示了MaABI5-like在ABA诱导粉蕉果实耐冷性的分子机制，为提升粉蕉果实的贮藏保鲜技术提供理论基础。

　　MaABI5-like属于ABA信号通路的转录因子，其在促进ABA依赖性基因表达中起着关键调节作用。在香蕉的研究中发现适当浓度外源ABA处理可以有效缓解粉蕉果实的冷害症状，诱导ABI5的基因表达(Chen et al., 2018)。我们的前期研究发现适当浓度的外源ABA处理可有效缓解粉蕉果实的冷害症状(Song et al., 2022)。在本研究中，研究者发现，MaABI5-like的基因和蛋白表达水平与ABA缓解粉蕉果实冷害症状（脂肪酸去饱和及类黄酮合成异常）密切相关。MaABI5-like正调控5个脂肪酸去饱和基因（MaFAD3-1、MaFAD3-4、MaFAD3-5、MaFAD6-2和MaFAD6-3）和7个类黄酮合成基因（MaPAL-like、MaPAL-like1、MaC4H-like3、Ma4CL-like1、Ma4CL-like10、MaCHS6-4-like和MaFLS）。MaABI5-like粉蕉瞬时超表达和异源超表达番茄都显著提高粉蕉果实和番茄植株的抗寒性，诱导脂肪酸去饱和及类黄酮合成基因的表达；MaABI5-like基因沉默显著降低粉蕉果实的抗寒性，抑制脂肪酸去饱和及类黄酮合成基因的表达。该研究首次阐明了ABA通过诱导MaABI5-like的表达，调控脂肪酸去饱和及类黄酮合成，缓解粉蕉果实冷害的作用机制。本研究是在前期揭示ABI5-like参与乙烯信号和ABA信号互作，共同调控粉蕉果实的成熟和软化（Song et al，2022，Plant Physiology）工作的进一步延伸，进一步揭示了ABI5-like在粉蕉冷害胁迫响应中的作用机制。

Fig. 7 Reduced expression of MaABI5-like enhanced the chilling injury of ‘Fenjiao’ banana fruit. 

Fig. S9 A proposed working model of MaABI5-like regulating fatty acid desaturation and flavonoid synthesis and fruit chilling injury caused by cold stress.

　　我校园艺学院博士后宋遵阳为该论文第一作者，李雪萍教授和朱孝扬副教授为通讯作者，园艺学院陈维信教授、陆旺金教授和郝彦伟副研究员和生命科学学院庞学群教授参与了该研究。该研究得到了国家香蕉产业体系、国家自然科学基金、广东省香蕉菠萝产业体系、珠江人才计划和广东省普通高校青年创新人才项目的资助。

　　李雪萍课题组一直从事果蔬采后保鲜技术研发和果实成熟调控机制研究，近年来在Plant Physiology, Horticulture Research, Food Research International, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Postharvest Biology and Technology, Frontier in Plant Science 等植物学和食品领域权威期刊发表论文数十篇，在香蕉番木瓜等热带亚热带果蔬保鲜技术开发和推广及调控机制中取得了重要进展。（文图/园艺学院 朱孝扬）

相关文献：

Chen J, Li Y, Li F, et al. Banana MaABI5 is involved in ABA-induced cold tolerance through interaction with a RING E3 ubiquitin ligase, MaC3HC4-1. Scientia Horticulturae, 2018, 237: 239-246.

Lai X, Zhu X, Chen H, et al. The MaC2H2-like zinc finger protein is involved in ripening and ripening disorders caused by chilling stress via the regulation of softening-related genes in ‘Fenjiao’ banana. Postharvest Biology and Technology. 2022, 186: 111817.

Ren F, Long X, Wang W L, et al. Preliminary report on introduction experiment of nine banana cultivars in Guangxi. Guangdong Agricultural Sciences, 2013, (10): 42-44.

Song Z, Lai X, Yao Y, et al. F-box protein EBF1 and transcription factor ABI5-like regulate banana fruit chilling-induced ripening disorder. Plant Physiology. 2022, 188(2): 1312-1334. 

Song Z, Qin J, Zheng Q, et al. The involvement of the banana F-Box protein MaEBF1 in regulating chilling-inhibited starch degradation through interaction with a MaNAC67-Like protein. Biomolecules, 2019, 9(10): 552-570.