2022年6月10日，浙江大学果实品质生物学团队和中科院上海植物逆境生物学研究中心在New Phytologist杂志合作发表了题为“Addressing the role and interaction between transcription factor NAC-NOR and DNA demethylase SlDML2 in the biosynthesis of tomato fruit flavor volatiles”的研究论文，系统阐述了转录因子NAC-NOR与DNA去甲基化酶SlDML2在番茄果实芳香物质生物合成中的功能及其内在关联性。

芳香物质在番茄果实成熟过程中不断积累（图1），形成独特香味，进而影响消费者喜好。虽然转录因子和DNA甲基化参与了果实成熟，但目前尚不清楚这两种调节因子在果实芳香物质合成中的潜在作用和关系。比如，转录因子NAC家族成员的NAC-NOR与DNA去甲基化酶SlDML2是否参与调控番茄果实芳香物质合成以及二者之间是否存在内在关联性并不清楚。

图1 番茄果实成熟过程中芳香物质含量变化

利用基因编辑技术获得了CRISPR-NAC-NOR和CRISPR-SlDML2的番茄纯合突变体（slnor和sldml2），显著改变了果实芳香物质组分与含量。进一步分析发现NAC-NOR和SlDML2对脂肪酸来源和类胡萝卜素来源芳香物质合成的调控作用与机制既有冗余性，又有差异性。有趣的是，NAC-NOR通过直接结合启动子的方式激活SlDML2转录。同时，sldml2突变体的NAC-NOR和芳香物质合成结构基因转录水平显著低于野生型，并伴随启动子区域的高甲基化。上述研究结果表明：SlDML2介导的DNA去甲基化和转录因子NAC-NOR之间存在内在关联性，两者共同调控番茄果实成熟过程的芳香物质合成（图2）。

图2 NAC-NOR和SlDML2对番茄果实芳香物质合成的调控作用以及二者的关系

浙江大学果实品质生物学团队张波教授与中科院上海植物逆境生物学研究中心郎曌博研究员为本文共同通讯作者。浙江大学博士后高颖博士和上海逆境生物学研究中心博士生林宇菁为本文的共同第一作者。

上述研究工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、中国博士后科学基金、浙江省高校基本科研业务费专项资金资助。

原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18301