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【科研新进展】(195)果树逆境生物学团队揭示了苹果Vc合成调控新机制

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近日,我院果树逆境生物学团队在国际知名期刊Plant Physiology 在线发表了题为“F-box protein MdAMR1L1 regulates ascorbate biosynthesis in apple by modulating GDP-mannose pyrophosphorylase”的研究论文,揭示了苹果中抗环血酸生物合成调控的分子机制。

抗坏血酸 (Asc,又称Vc) 是植物和人体中重要的抗氧化剂,在各种生理过程中起着关键作用。探明果树中Asc水平的调节机制对于植物抗逆性和品质提升均有重要意义。在该研究中,F-box蛋白MdAMR1L1的转录水平和蛋白丰度与苹果果实发育过程中Asc水平呈负相关性,在苹果中过表达或者沉默该基因证明MdAMR1L1负调控Asc水平,但在MdAMR1L1过表达转基因苹果叶片中,Asc合成基因MdGMP1的转录水平显著上调,但其蛋白丰度和酶活性却降低。进一步研究发现,这是因为MdAMR1L1蛋白能与MdGMP1相互作用并通过泛素化途径促进MdGMP1降解,从而在翻译后水平上抑制Asc的合成,而转录因子MdERF98表达受Asc水平的反馈调节,正调控着MdGMP1的转录,对维持体内Asc含量的稳态起重要作用。

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这种调控机制可能是植物长期适应环境的一种自我调控机制,在植物抗逆及发育中起重要作用。该研究为果实Vc含量改良提供了新的理论支撑和基因资源。

博士研究生马松亚和已毕业硕士研究生李会霞为论文共同第一作者,李明军教授为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2018YFD1000200)和国家自然科学基金(No. 31672128)等项目支持。


编辑:张晴

终审:徐海