陈建业、陆旺金团队在香蕉果实成熟调控机制研究中取得新进展
日前，华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、岭南现代农业科学与技术广东省实验室、园艺学院陈建业教授与陆旺金教授课题组，在国际知名植物学TOP期刊Plant Physiology（IF5-y = 7.52）在线发表了题为“MaXB3 Modulates MaNAC2, MaACS1 and MaACO1 Stability to Repress Ethylene Biosynthesis during Banana Fruit Ripening”的研究论文（论文在线链接网址: http://www.plantphysiol.org/content/early/2020/07/21/pp.20.00313 ）。该论文解析了E3泛素连接酶MaXB3调控采后香蕉果实成熟的分子机制，论文第一作者为单伟博士，论文通讯作者为陈建业教授。
香蕉是我国五大水果之一。为了方便从生产地运输到销售地，商业生产上一般是在七至八成饱满度的青果期采收香蕉果实，需要经过采后成熟过程才能达到可食状态，后熟过程决定香蕉果实品质形成。然而，香蕉是典型的呼吸跃变型果实，果实成熟启动后衰老进程迅速加快，导致货架期短，严重影响香蕉的保鲜和物流，给香蕉产业带来较大损失。陈建业与陆旺金课题组十多年来一直致力于香蕉果实采后生物学的研究，阐明了MaNAC1/2（Shan et al., 2012, Journal of Experimental Botany, 63:5171-5187），MaERF9/11（Xiao et al., 2013, Journal of Experimental Botany, 64:2499-2510; Han et al., 2016, Plant Physiology, 171:1070-1084），MaDof23（Feng et al., 2016, Journal of Experimental Botany, 67:2263-2275），MaDREB2（Kuang, et al., 2017, New Phytologist, 214:762-781）、MabHLH6（Xiao et al., 2018, Plant Biotechnology Journal, 16:151-164）和MaMYB3（Fan et al., 2018, Plant Journal, 96:1191-1205）等转录因子在香蕉成熟和品质形成过程中的调控机制。本研究进一步以MaNAC2为钓饵，通过酵母双杂交筛选，鉴定到一个E3泛素连接酶-MaXB3。MaXB3通过介导MaNAC2泛素化降解，抑制MaNAC2对下游成熟相关转录因子MaERF11的调控。同时，MaXB3与乙烯合成关键酶MaACS1和MaACO1互作，并介导其通过泛素-蛋白酶体途径降解。将MaXB3分别在香蕉果实瞬时和番茄中稳定超表达进行功能验证，发现过表达MaXB3可以通过抑制乙稀合成和乙烯反应来延缓果实成熟。此外，MaNAC1/2也直接抑制MaXB3的表达，反馈调节MaNAC2，MaACS1和MaACO1的蛋白稳定性。围绕E3泛素连接酶MaXB3，我们的研究结果构建了一条涉及MaXB3, MaNACs, MaERF11和MaACS1/MaACO1的级联调控模式，该模式通过调控乙稀合成参与香蕉果实成熟。该研究从转录水平和翻译后水平为果实成熟调控的机制提供了新观点，同时也为生产上改进和研发采后香蕉果实品质调控技术措施奠定了理论基础。
泛素E3连接酶MaXB3调控香蕉果实成熟的作用模式图
重庆大学李正国教授和邓伟教授、法国图卢兹大学Mondher Bouzayen教授的团队参与了本课题的研究。本研究受到科技部国家重点研发计划（2016YFD0400100）、国家自然科学基金（31830071，31701652和31372111）和国家香蕉现代农业产业技术体系（CARS-31-11）等项目的支持。（ 文图/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室 杨春晓）