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New Phytol│沈阳农业大学王爱德教授团队研究揭示一氧化氮抑制苹果果实成熟的分子机制

已有 1416 次阅读 2022-3-10 21:01 |系统分类:科研笔记

2022年3月7日,沈阳农业大学王爱德教授团队在New Phytologist 杂志发表了题为 Nucleocytoplasmic shuttling of ETHYLENE RESPONSE FACTOR 5 mediated by nitric oxide suppresses ethylene biosynthesis in apple fruit 的研究论文,该研究明确了NO 抑制苹果果实成熟的分子机制,为NO 在苹果果实保鲜、延长贮藏期等方面的应用提供了支撑。


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已知一氧化氮 (NO) 可调节几种植物激素的作用。这包括气态激素乙烯,但 NO 对乙烯生物合成影响的分子机制尚不清楚。


本研究中,研究者发现在苹果 (Malus domestica) 果实发育过程中内源NO 丰度降低,并且用NO 供体对苹果果实进行外源处理,会抑制乙烯的产生,这一结果表明NO 是一种成熟抑制剂。


NO 供体处理会激活转录因子基因MdERF5的表达NO 通过调节MdERF5与蛋白磷酸酶MdPP2C57 的相互作用来诱导MdERF5 的核质穿梭。MdPP2C57 诱导MdERF5 在Ser260 位的去磷酸化,这足以促进MdERF5 的核输出。由于这种输出,细胞质中的MdERF5 蛋白与MdACO1 相互作用并抑制其活性,其中MdACO1 是一种将 1-氨基环丙烷-1-羧酸 (ACC) 转化为乙烯的酶。此外,NO 激活的MdERF5 在细胞核中的丰度增加,并与 ACC 合酶基因MdACS1的启动子结合并直接抑制其转录。


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一氧化氮(NO)对苹果乙烯生物合成调控的模型


上,苹果果实内的NO 通过转录因子ERF5穿梭细胞核与细胞质的功能,抑制乙烯合成基因的表达与酶活,从而抑制果实乙烯合成和果实成熟。为NO 在苹果果实保鲜、延长贮藏期等方面的应用提供了支撑。


沈阳农业大学园艺学院博士生纪迎琳为第一作者,王爱德教授为通讯作者,青年教师袁晖,研究生许明洋、李宏建、徐雅秀和司雅静等参与了该项研究。该研究得到国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划课题等资助。辽宁省果树科学研究所刘志研究员为该研究提供了宝贵试材。




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