果树逆境生物学团队解析了PH3同源基因MdWRKY126通过MdMDH5调控苹果酸含量的机制

近日，我室果树逆境生物学团队在《 Plant Physiology 》在线发表了题为“ MdWRKY126 modulates malate accumulation in apple fruit by regulating the expression of the cytosolic malate dehydrogenase gene MdMDH5 ”的研究论文。该论文报道了MdWRKY126结合并激活胞质中苹果酸合成基因 MdMDH5  ，从而增加苹果果实的酸度。这一发现为苹果果实品质改良提供了理论基础。

苹果是世界学的地区重要的肉质水果作物。苹果酸作为苹果果实中发现的主要有机酸，是水果感官品质的一个重要指标，并于可溶性糖一起影响水果风味。因此，了解果实细胞中有机酸的积累机制是提高果实品质的一个重要方面。

苹果果实酸度形状为数量性状，由多基因共同控制。苹果酸的数量性状位点  Ma  被定位到  16  号连锁群上的一个区域，占苹果果实酸度变化的  17%-42%  。位于第  16  染色体上的  Ma1  基因编码一个  AMLT9  同源基因，被认为是控制苹果果实酸度的主效基因。在苹果果实成熟期，一般来说，  ma1/ma1  基因型的果实酸度要显著低于  Ma1/Ma1  或  Ma1/ma1  基因型果实酸度。然而基因型同为  ma1/ma1  的不同品种的苹果果实酸度仍存在较大的差异。因此，了解  ma1/ma1  基因型苹果中苹果酸积累的调控机制对提高果实品质具有重要意义。

在先前的研究中，发现栽培苹果 ‘宝斯库普’和‘矮丰’中Ma位点上基因型 为纯合隐形 ma1ma1，但是在果实发育过程中，‘宝斯库普’果实中苹果酸的含量显著高于‘矮丰’。通过对两个品种果实的转录组差异表达分析，鉴定出一个果实酸度相关的候选基因 MdWRKY126 ， MdWRKY126  基因是 WRKY转录因子 PhPH3 的同源基因，其在‘宝斯库普’果实中的表达显著高于在‘矮丰’果实中的表达。MdWRKY126直接结合苹果酸代谢基因 MdMDH5  的启动子，激活其表达，从而增加苹果果实的酸度。这一发现进一步加深了对苹果有机酸积累分子机制的认识。

图  MdWRKY126对苹果果实苹果酸调控的工作模型

我室李明军教授为该论文通讯作者，博士研究生张立华和马百全副教授为共同第一作者。该项研究工作获得国家重点研究开发项目、国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接： https://academic.oup.com/plphys/article/188/4/2059/6515298