山东农业大学发现苹果类黄酮代谢机理

本栏目由山东省现代农业产业技术体系创新团队、山东省农业专家顾问团主办

日前，山东农业大学教授陈学森课题组在苹果类黄酮代谢机理研究方面取得突破，相关论文在《园艺研究》上在线发表。

苹果中所含的类黄酮具有很好的抗氧化功能，但我国苹果现有栽培品种较为单一，且遗传基础狭窄，抗逆化减退，花青苷、类黄酮含量降低。陈学森团队对此作了系统研究。

他们研究发现，参与原花青素合成的MYB转录因子可分为TT2和PA1两种类型，并从红肉苹果中鉴定出一种PA1型MYB转录因子MdMYBPA1。结果表明，正常条件下它能够促进苹果中原花青素的合成，但在低温胁迫下转而促进花青苷的合成。该研究结果揭示了PA1型转录因子在苹果原花青素和花青苷合成代谢网络中的重要作用。

乙烯是一种重要的植物激素，广泛参与植物生长发育和果实成熟。伴随乙烯释放高峰的到来，苹果果实花青苷含量呈现上升趋势，但其具体调控机制仍不清楚。通过研究，团队成员分离得到一个乙烯响应因子MdERF1B，它能够促进苹果中花青苷和原花青素的合成。该成果揭示了乙烯通过MdERF1B转录因子参与调控苹果花青苷的合成代谢过程，为苹果果实品质调控提供了理论支持。

生长素作为调控植物生长发育的重要激素之一，其调控苹果中花青苷合成的机制此前尚未报道。团队利用新疆红肉苹果杂种一代群体中的“紫红3号”优株幼嫩叶片诱导了红色愈伤组织，并从中分离得到生长素响应基因MdARF13。研究表明，该基因能够抑制花青苷的合成。此外，高浓度生长素条件下，MdIAA121蛋白可以被迅速降解从而释放MdARF13。该成果揭示了生长素参与调控苹果花青苷的合成代谢过程，为利用组织培养技术进行苹果类黄酮的工厂化生产提供了理论依据。