光对植物的生长发育至关重要，植物通过改变各种次生代谢物来响应光照。挥发性萜类物质是决定果实风味品质的重要代谢物。然而，UV-B（280-315 nm）对果实萜类芳香物质的影响及其分子调控机制尚不明晰。
近日，浙江大学果实品质生物学团队张波教授在Plant Physiology发表了题为“Ubiquitination of the PpMADS2 transcription factor controls linalool production during UV-B irradiation in detached peach fruit”的研究论文，解析了UV-B调控桃果实芳樟醇合成的分子机制，为理解光信号与风味品质的互作关系提供了新见解。
研究发现，采后UV-B辐照会导致以芳樟醇为主的萜类芳香物质含量显著降低，使风味受损。课题组前期已鉴定到负责芳樟醇合成的萜类合成酶编码基因PpTPS1，通过整合蛋白组、转录组和代谢组，发现UV-B通过抑制PpTPS1的转录和蛋白水平使芳樟醇积累减少。进一步筛选发现被UV-B显著抑制的上游转录因子PpMADS2，其通过激活PpTPS1的表达调控芳樟醇合成。在桃和番茄果实中过表达PpMADS2可使芳樟醇的含量显著提高。
Westernblot结果验证了UV-B辐射后PpMADS2蛋白丰度的下降。进一步通过Y2H、LCI、Pulldown和Co-IP实验发现，PpMADS2与UV-B信号通路的关键因子PpCOP1互作。UV-B条件下PpCOP1蛋白被显著诱导。体内外泛素化结果表明，UV-B通过E3泛素连接酶PpCOP1对转录因子PpMADS2进行泛素化修饰致使蛋白降解，负调控芳樟醇合成。在桃中过表达PpCOP1并置于UV-B条件下，芳樟醇损失加剧。在165个品种桃果实中，PpCOP1的转录水平与芳樟醇含量显著负相关。
综上所述，UV-B辐照下桃果实芳樟醇的合成受PpCOP1-PpMADS2-PpTPS1模块调控，最终导致芳樟醇合成受阻，风味丧失。多组学方法为探究光照如何影响果实代谢的机制提供了宝贵的资源，研究结果进一步丰富了环境因子调控果实风味品质的理论基础。
UV-B调控桃果实芳樟醇合成的作用模型
浙江大学已毕业博士研究生魏春艳为论文第一作者（现任职浙江省农业科学院），浙江省农业科学院邓志平研究员和浙江大学农业与生物技术学院张波教授为论文共同通讯作者。华南农业大学卫玮副研究员、单伟副教授、陈建业教授和浙江大学陈昆松教授和李鲜教授为研究提供了指导和帮助。研究工作得到国家自然科学基金、浙江省自然科学基金重大项目和111引智项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf159
