华南农业大学园艺学院在The Plant Cell期刊发文揭示高温影响香蕉果实色泽品质形成的新机制

　　2月7日，华南农业大学园艺学院/广东省果蔬保鲜重点实验室陈建业和陆旺金教授团队在The Plant Cell在线发表了题为“Proteasomal degradation of MaMYB60 mediated by the E3 ligase MaBAH1 causes high temperature-induced repression of chlorophyll catabolism and green ripening in banana”的研究论文，发现E3泛素连接酶MaBAH1和转录因子MaMYB60构成一个全新的转录和翻译后作用模块调控香蕉果实青皮熟。这是全球香蕉生物学领域首篇发表在植物学顶级期刊The Plant Cell的论文，标志着我国在香蕉果实品质生物学研究上实现了全新突破。
 

　　我校园艺学院博士后卫玮为论文的第一作者，陈建业教授和单伟副教授为论文的通讯作者，课题组博士后杨滢滢、吴超杰，邝健飞研究员，陆旺金教授，华南农业大学生命科学学院庞学群教授和广西农科院甘蔗研究所科研所长Prakash Lakshmanan参与了相关工作。本研究得到了国家重点研发计划(2022YFD2100100)，国家自然科学基金(32072279)、国家香蕉现代农业产业技术体系(CARS-31)和华南农业大学提质增效专项等经费资助。
 

　　香蕉是热带亚热带地区重要的经济作物，是全球贸易量位居前列的鲜果，也是我国五大水果之一。商业生产上一般在呼吸跃变前的绿硬期采收香蕉果实，需要经过后熟过程才能达到果皮呈现金黄色的可食状态。与大多数植物在高温下叶绿素降解加快不同，当采后贮运温度高于24°C时，香蕉后熟过程中乙烯释放和果实软化加速，而果皮褪绿受到抑制，出现软得快但不变黄的青皮熟现象，严重影响果实的色泽品质和销售价格。近些年的全球变暖和气候变化进一步加重了这一现象的发生，但高温影响香蕉果实色泽品质形成的机制尚不清楚。
 

　　该研究发现高温诱导香蕉果实青皮熟的过程中，抑制了5个叶绿素降解基因CCGs(MaNYC1, MaSGR1, MaSGR2, MaPPH 和 MaTIC55)的表达。进一步蛋白-DNA互作和基因功能分析显示，MYB类转录因子MaMYB60结合这5个基因的启动子并激活他们的表达，进而促进香蕉果皮叶绿素降解。此外，RING类E3泛素连接酶MaBAH1介导MaMYB60泛素化降解，从而减弱MaMYB60对下游叶绿素降解代谢途径的激活效应。更重要的是，高温增强MaBAH1对MaMYB60的降解作用，最终抑制MaMYB60介导的叶绿素降解，导致香蕉果皮叶绿素降解受阻，出现青皮熟。这些结果揭示了MaBAH1-MaMYB60-CCG是一条调控果实色泽品质形成的新路径，从转录水平和翻译后水平拓展了高温影响果实品质形成的生物学机制。
 

　　据悉，该论文是陈建业和陆旺金教授团队继2022年12月和2023年1月在国际著名期刊Journal of Advanced Research和Food Chemistry上先后发表 “MaNAC029 modulates ethylene biosynthesis and fruit quality and undergoes MaXB3-mediated proteasomal degradation during banana ripening”、“Cold pretreatment promotes chlorophyll degradation of green ripening banana peel by activating MaCBF1 to MaCBR and MaSGR1”和“High temperature elevates carotenoid accumulation of banana fruit via upregulation of MaEIL9 module”等论文后，又一关于香蕉果实品质调控的高水平论文，进一步扩展了果实品质维持的分子机制与调控技术。