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研究發(fā)現(xiàn)香蕉MaNAC1調(diào)控果實(shí)冷害新機(jī)制
作者：朱漢斌 來源：中國科學(xué)報(bào)
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華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授陸旺金/陳建業(yè)課題組聯(lián)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院教授吳藹民團(tuán)隊(duì)、重慶大學(xué)教授李正國/鄧偉研究發(fā)現(xiàn)了香蕉MaNAC1（NAM、ATAF1/2和CUC2）調(diào)控果實(shí)冷害的新機(jī)制。近日，相關(guān)成果發(fā)表于《植物生物技術(shù)雜志》。
香蕉果實(shí)具有極高的營養(yǎng)和商業(yè)價(jià)值，憑借高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的特性在保障食品安全、促進(jìn)農(nóng)民增收、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)扶貧等方面發(fā)揮重要作用。但是，香蕉對低溫敏感，在冬春季節(jié)遭遇寒潮或貯運(yùn)環(huán)境溫度低于13℃時(shí)，果實(shí)極易發(fā)生冷害。冷害顯著影響香蕉果實(shí)外觀及風(fēng)味物質(zhì)等內(nèi)在品質(zhì)，冷害嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致果實(shí)不能正常成熟，給香蕉產(chǎn)業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
“深入探索香蕉果實(shí)對冷害的響應(yīng)機(jī)制和調(diào)控措施，一直是香蕉采后生物學(xué)研究的熱點(diǎn)科學(xué)問題。”論文第一作者、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士研究生殷琪表示，低溫脅迫給植物正常的生命活動(dòng)帶來了極大挑戰(zhàn)，尤其是低溫敏感型植物。深入研究低溫對纖維素含量變化，內(nèi)在調(diào)控機(jī)制及其與果實(shí)冷害的關(guān)系具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。
該研究發(fā)現(xiàn)，冷害增加香蕉果皮維管組織細(xì)胞壁厚度及纖維素葡聚糖含量。與對照果實(shí)相比，低溫下貯藏5天的香蕉果皮硬度增加，維管組織細(xì)胞壁增厚，并且纖維素葡聚糖的含量升高。從香蕉果實(shí)中篩選獲得了一個(gè)受低溫上調(diào)的次生細(xì)胞壁相關(guān)的NAC同源基因MaNAC1，明確其參與低溫下香蕉果實(shí)的纖維素合成。
該研究提出了MaNAC1參與調(diào)控香蕉果實(shí)冷害的工作模型：MaNAC1響應(yīng)低溫上調(diào)了MaCESA6B和MaCESA7表達(dá)，最終促進(jìn)香蕉果皮細(xì)胞壁纖維素合成；同時(shí)，在番茄中過表達(dá)MaNAC1增強(qiáng)了番茄果實(shí)對低溫的耐受性，也印證了這一結(jié)論。
論文通訊作者陸旺金表示，該研究發(fā)現(xiàn)了一種低溫脅迫誘導(dǎo)香蕉果皮細(xì)胞壁增厚的新機(jī)制，為理解香蕉果實(shí)如何在轉(zhuǎn)錄水平上響應(yīng)低溫脅迫提供了新的線索，也為基于次生細(xì)胞壁調(diào)控的抗冷育種和采后技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而減緩香蕉果實(shí)冷害提供理論支撐。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.14195
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