2023年2-3月，浙江大学品质生物学团队有关果实软化和糖代谢的研究成果，在Plant Physiology连续发表3篇论文。
应邀就果实软化进程的细胞壁代谢变化进行了回顾并进一步修订提出了果实软化进程的细胞壁相关酶和蛋白的工作模型
应邀在Plant Physiology发表了题为“Insights into cell wall changes during fruit softening from studies on transgenic and naturally occurring mutants”的综述文章（2023, doi: https://doi.org/10.1093/plphys/kiad128）。
从细胞壁松弛与解聚分解两个维度，系统综述了细胞壁基因的转基因和自然突变体果实材料质地表型和细胞壁代谢变化，主要包括细胞壁松弛的expansins（EXP）、xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases（XTH）和endo-1,4-b-glucanases（EGase或Cel）编码基因；细胞壁解聚的pectin methylesterases（PME）、polygalacturonases（PG）、the PG β-subunit、pectate lyases（PL）、Exo‐galactanase/β‐galactosidase（β-Gase）和α-L-arabinofuranosidase（α-AFase）编码基因，并基于研究进展提出了果实软化调控模型（图1）。
图1 果实软化调控模型
认为基于EXP的细胞壁松弛、HG果胶解聚和水解是果实软化的主要因素，并对果实软化的未来研究进行了展望，包括PME和XTH等具有双向功能基因的软化精准调控；利用多基因编辑，组合细胞壁基因策略选育耐贮运果实等。
石艳娜特聘研究员为该论文的第一作者，Donald Grierson和陈昆松教授为通讯作者，该工作得到国家重点研发项目和国家自然科学重点基金等项目资助。
2、研究揭示了ppe-miR393介导的生长素诱导桃果实软化新机制
研究论文“The microRNA ppe-miR393 mediates auxin-induced peach fruit softening by promoting ethylene production”在Plant Physiology（2023, doi: https://doi.org/10.1093/plphys/kiad182）发表。
以溶质桃和硬质桃果实为材料，鉴定出差异表达的miRNA基因家族成员ppe-miR393a和b。RLM-5’RACE和烟草瞬时转化表明PpTIR1是ppe-miR393a和b的靶点；进一步通过酵母单杂交、EMSA、双荧光素酶和瞬时转化试验，发现PpTIR1的互作蛋白PpIAA13可直接结合并激活PpACS1启动子。基于ppe-miR393、PpTIR1、PpIAA13和PpACS1基因在溶质桃和硬质桃果实发育过程中，以及采后NAA处理后的基因表达模式，提出了ppe-miR393-PpTIR1-PpIAA13-PpACS1模块介导生长素诱导的乙烯合成和果实软化，即桃果实内源生长素增加或经NAA处理后，ppe-miR393a和b水平升高，促进PpTIR1切割，导致PpIAA13积累，PpACS1表达增强，乙烯产生增加，促使桃果实软化（图2）。研究结果拓展了对生长素诱导桃果实软化的新认识，为采后保质减损提供了潜在新靶点。
图2 ppe-miR393 参与生长素信号转导以调节乙烯合成模型图
第一作者为博士研究生马丽，石艳娜特聘研究员为通讯作者，该工作得到国家重点研发项目资助。
3. 研究明确了CitZAT5调控柑橘成熟果实糖积累机制
研究论文“The transcription factor CitZAT5 modifies sugar accumulation and hexose proportion in citrus fruit”在 Plant Physiology（2023, doi: https://doi.org/10.1093/plphys/kiad156）发表。
通过对两个温州蜜柑品种‘由良’和‘宫川’果实发育与成熟进程糖含量及组分进行分析，结合转录组数据，筛选获得了造成两个品种发育与成熟果实糖积累差异的关键基因CitSUS5和CitSWEET6。以二者为靶标，挖掘出一个转录因子CitZAT5，利用双荧光素酶、EMSA、酵母单杂/双杂与BiFC等体系对其作用机制进行研究，结果表明CitZAT5一方面可通过激活CitSWEET6表达促进果实成熟进程的果糖积累；另一方面可与CitNAC47蛋白互作，协同调控CitSUS5表达，促进蔗糖向己糖的分解，从而影响柑橘成熟果实的糖积累及其组分变化（图3）。研究结果丰富了成熟果实糖积累的调控网络，并为柑橘果实留树贮藏期间和完熟采收果实采收期确定及其采后糖代谢调控提供了一个新认知，也为采后果实品质改善提供了一个新路径。
第一作者为博士研究生方何婷和石艳娜特聘研究员，李绍佳特聘副研究员为通讯作者，该工作得到国家重点研发项目资助。
图3 CitZAT5调控柑橘成熟果实糖积累的模式图
