果实成熟及品质形成的负调控因子研究进展

薛 茂，朱本忠，吴培文，杜莹琳，初易洋，张瑞家

（中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京 100083）

果实的发育与成熟是高等植物生命周期中的一个特有阶段，它包含细胞分裂与分化、细胞膨大、果实发育、果实成熟与衰老5 个阶段[1]。而果实成熟是果实食用品质形成的关键时期。在这个时期，大量成熟相关基因的时空特异性表达使得果实发生颜色、风味、质地等一系列生理、生化变化，从而形成果实独特的成熟品质[1]。果实成熟受诸多调控因子的共同调控，如乙烯的信号转导、转录因子的转录调控、DNA 的甲基化修饰等[2]。根据对果实成熟进程的调控作用，将这些调控因子分为正调控因子和负调控因子。过去关于果实成熟和品质调控的研究主要集中于正调控因子的挖掘与功能解析，而近年来研究发现负调控因子在果实成熟及品质形成中也扮演着十分重要的角色，这其中包括参与转录水平调控的转录抑制子，参与转录后水平调控的负调控因子，参与翻译后水平调控的负调控因子以及其它负调控因子。本文综述近年来发现的参与果实成熟及品质形成的各类负调控因子及其作用机制，旨在为果实成熟及品质形成的深入研究提供理论基础与研究思路。

1 参与转录水平调控的转录抑制因子

转录因子是一类具有特定功能的蛋白质，它通过结合靶基因的启动子区域来激活或抑制基因的转录过程，从而保证目的基因以特定的强度在特定的时间与空间表达。转录因子一般含有DNA 结合区、寡聚化位点、转录调节区、核信号定位区4个功能区[3]。其中，转录调节区决定了转录因子是激活还是抑制靶基因的转录。因此，我们可以根据转录因子的功能将其分为转录激活子和转录抑制子两种类型。转录抑制子又可以分为被动抑制子和主动抑制子。被动抑制子主要通过与激活子竞争相同的DNA 结合位点或与激活子结合并形成一个没有激活活性的复合物来发挥转录抑制作用[4]。主动抑制子含有一个抑制域，通常通过染色体结构修饰（如组蛋白的去乙酰化）或者与激活子相互作用而行使抑制功能[4-5]。主动抑制子的抑制域又可分为EAR 基序[5]，LxLxL 基序[6]、富脯氨酸抑制域[7]、DLN 盒[8]以及OVATE 抑制域5 个类型[9]。

1.1 AP2/ERFs 家族转录因子

AP2/ERFs 具有APETALA2 （AP2）/乙烯响应元件结合因子（EREB）结构域的特征，该结构域含有40～70 个保守的与DNA 结合相关的氨基酸。AP2/ERFs 家族包含AP2、RAV、DREB 和ERF 4个主要的亚家族[10]。目前研究表明，AP2/ERF 家族转录因子参与植物生长发育、果实成熟及防御反应等多种代谢途径[12-14]，其可以作为乙烯信号通路中的响应元件，从而调控乙烯、生长素（indole-3-acetic acid，IAA）、细胞分裂素、赤霉素（Gibberellins，GAs）和脱落酸（Abscisic acid，ABA）等植物激素的生物合成[11-13]。

在番茄果实中，SlAP2a 基因的表达水平与果实成熟进程呈正相关，并在红熟期维持较高的水平。在番茄植株中通过RNA 干扰（RNA interference，RNAi）沉默SlAP2a 基因后，转基因番茄果实发育及成熟发生了显著改变，包括果实体积变小，果实成熟提前及软化提前等。同时，SlAP2a 基因沉默的番茄果实乙烯合成增加，番茄红素的积累显著降低，而β-胡萝卜素及叶绿素含量显著增加，成熟相关基因（ACS2、ACS4、ACO1、E4、E8、RIN 以及PG2a）的表达水平上升，这表明SlAP2a 可以通过抑制乙烯与类胡萝卜素的生物合成负向调控果实成熟[14]。利用RNAi 沉默番茄中的SlERF6，转基因番茄果实的类胡萝卜素含量以及乙烯释放量均升高，同时乙烯合成相关基因ACS2、ACO1 和ACO3 的表达量升高，表明SlERF6 能够通过直接或间接的方式抑制番茄果实类胡萝卜素的积累和乙烯的合成，是番茄果实成熟的抑制子[15]。

在枇杷果实中，转录因子EjAP2-1 可以通过负调控木质素的生物合成从而影响枇杷果实成熟过程中的质地和风味。Zeng 等[16]从低温贮藏的枇杷果实中分离了18 个AP2/ERF 家族基因，发现EjAP2-1 的表达水平与果实木质化程度呈负相关，且序列分析表明其具有1 个EAR 抑制基序。同时，双荧光素酶分析表明，EjAP2-1 可以抑制木质素生物合成关键基因Ej4CL1 启动子的活性，但EjAP2-1 并未直接作用于Ej4CL1 的启动子区域。进一步研究发现，EjAP2-1 与木质素生物合成相关的EjMYB1 和EjMYB2 蛋白之间存在互作，其通过与EjMYB1 或EjMYB2 结合共同抑制Ej4CL1启动子的活性。因此，EjAP2-1 是木质素生物合成的间接转录抑制子，其抑制作用主要来源于EAR抑制区域，并通过与EjMYB 蛋白的互作来实现。

在猕猴桃果实中，Yin 等[17]研究发现AdERF9基因也含有EAR 抑制域，其能够与细胞壁降解相关基因AdXET5 的启动子结合并抑制其转录，从而在转录水平上负调控猕猴桃果实的成熟和软化。

在苹果果实中，利用病毒诱导基因沉默（Virus-induced gene silencing，VIGS）技术瞬时沉默MdERF2 基因后，苹果果实的乙烯释放量显著增加且果实成熟提前。进一步研究发现，转录因子MdERF2 通过和乙烯生物合成关键基因MdACS1的启动子结合并抑制其转录，同时，MdERF2 还可以通过抑制MdERF3 启动子的活性，间接抑制MdACS1 的表达。因此，MdERF2 通过多种机制抑制MdACS1 的转录，从而负调控苹果果实的乙烯生物合成及成熟进程[18]。

在香蕉果实中，转录因子MaERF11 可以将MaHDA1 蛋白募集到乙烯合成关键基因MaACO1和果实软化相关基因MaEXP2/7/8 的启动子上并抑制其转录，同时通过组蛋白去乙酰化来抑制这些基因的表达，说明MaERF11 通过抑制乙烯合成和细胞壁代谢相关基因的表达来负调控香蕉果实成熟[19]。此外，在香蕉中与番茄SlAP2a 同源性较高的转录因子MaAP2a-1 也是一个转录抑制子，其通过与香蕉果实中15 个淀粉降解基因的启动子结合并抑制其转录，进而抑制香蕉果实采后成熟过程中的淀粉降解[20]，负向调控香蕉果实的后熟过程。MaDEAR1 是香蕉中的DREB 亚家族基因，预测其编码的蛋白质具有与DRE 结合的APETALA2 （AP2） 域和负责转录抑制的EAR 基序，双荧光素酶报告试验也表明其具有转录抑制活性。在香蕉果实成熟过程中，MaDEAR1 调控区域的组蛋白H3 和H4 乙酰化水平降低，同时MaDEAR1 可直接与细胞壁修饰基因 （包括Ma-EXP1/3，MaPG1，MaXTH10，MaPL3 和MaPME3）的启动子上的DRE/CRT 基序结合并抑制其活性，进而负调控香蕉果实的成熟软化[21]。Kuang 等[22]通过ChIP-Seq 在香蕉基因组上确定了697 个MaDREB2 的潜在靶标，其结合位点分布在转录起始位点附近的启动子区域。大多数MaDREB2 的靶标均包含保守的（A/G）CC（G/C）AC 基序，结合转录组分析，MaDREB2 可能直接调控了许多与果实成熟相关基因的表达，且可同时作为转录激活子和转录抑制子调控香蕉果实成熟。

1.2 MYB 家族转录因子

MYB 家族转录因子氨基酸序列上都有一段保守的DNA 结合区域，该结构域的N 端是高度保守的，包含1～3 个串联且不完全重复的结构：R1/R2/R3。根据MYB 转录因子含有的R 结构个数将其分为4 类：R1-MYB 蛋白、R2R3-MYB 蛋白、R1R2R3-MYB 蛋白以及含有4 个R 结构的MYB转录因子[23]。具有转录抑制活性的MYB 转录因子一般C 端具有1 个EAR 抑制基序或者TLLLFR抑制基序[24]。

在香蕉果实中，转录因子MaMYB3 可以与淀粉降解的关键酶基因MaGWD1 的启动子区域结合并抑制其表达。同时，MaMYB3 还抑制了其它9个与淀粉降解相关基因的转录，包括MaSEX4、MaBAM7/8、MaAMY2B、MaAMY3、MaAMY3A、MaAMY3C、MaMEX1 和MapGlcT2-1。同时，与淀粉降解相关的转录激活子MabHLH6 的启动子活性也被MaMYB3 抑制。在番茄中异源过表达MaMYB3 会下调淀粉降解相关基因的表达水平，抑制淀粉降解并延迟果实成熟。因此，MaMYB3 可以通过直接结合并抑制淀粉降解相关基因的启动子，同时抑制淀粉降解相关的转录激活子编码基因MabHLH6 的转录来负调控香蕉果实的成熟[25]。

在番茄果实中，Cao 等[26]发现了一个依赖于EAR 基序的转录抑制子SlMYB70。SlMYB70 可以通过直接结合乙烯合成关键基因SlACS2 和SlACO3 的启动子区域并抑制其转录，导致乙烯生物合成受到抑制，进而负调控番茄果实的成熟进程。

在茄子果实中，利用VIGS 技术沉默Sm-MYB19 后，茄子果实中的花青素含量显著增加，并且花青素合成途径中的结构基因CHI、F3GT、PAL、DFR、ANS、5GT、UFGT 的表达模式发生明显改变，这说明转录因子SmMYB19 可抑制茄子果实花青素的积累，从而调控茄子果实的成熟过程中的品质形成[27-28]。

在柑桔果实中，R2R3-MYB 转录因子CrMYB68 可以直接结合CrBCH2 和CrNCED5 的启动子并抑制其转录，导致α-胡萝卜素和β-胡萝卜素的转化以及ABA 的生物合成受到抑制，从而负调控柑桔果实的成熟和营养品质的形成[29]。CsMYB77 结构上也属于R2R3 类MYB 转录因子，过表达CsMYB77 基因的柑桔果实破色时间延长3 d，说明其可能负调控柑桔果实的成熟进程[30]。

在鸭梨果实中，转录因子PbMYB120 被认为是一种潜在的花青素生物合成调节因子。Pb-MYB120 的瞬时过表达抑制了花青素的积累和花色苷生物合成关键基因PbUFGT1 的表达。进一步研究表明PbMYB120 可与PbUFGT1 的启动子结合并抑制其启动子的活性，进而负调控花色苷的生物合成。此外，PbMYB120 可能与花色苷转录激活因子协同作用，平衡鸭梨果实成熟进程中的花色苷积累[31]。

1.3 MADS-box 家族转录因子

MADS-box 家族转录因子广泛存在于真核生物中，其在植物中行使多种重要的生物学功能，特别是在花器官发育，果实发育与成熟过程中[32]。MADS-box 结构域通常位于MADS-box 转录因子的N 末端，是MADS-box 转录因子的DNA 结合单元，负责识别和结合靶基因的启动子。MADSbox 蛋白间通常存在相互作用，可结合成同源二聚体，有时也能与其它蛋白或辅助因子结合形成异源二聚体[32]。与果实成熟及品质形成相关的MADS-box 家族转录抑制子在番茄中发现较多，下面主要介绍在番茄中发现的相关转录抑制子。

转录因子SlMADS1 属于SEPALLATA（SEP）亚家族。研究表明，SlMADS1 主要在番茄果实中表达，并且表达水平随着果实的发育和成熟而逐渐降低。通过RNAi 技术沉默SlMADS1 后，转基因番茄果实成熟时间提前3～6 d，类胡萝卜素水平显著提高，果实的乙烯生成量提高了约2～4 倍。果实成熟相关基因ACS2、ACO1、ACO3、E4 以及E8 基因表达量上升，两个参与胁迫应答的基因ERF1 和Pti4 表达水平下降，表明SlMADS1 在番茄果实成熟过程中起着负调控作用[33]。

转录因子SlFYFL 被证实是番茄果实成熟的负调控因子。在番茄中过表达SlFYFL 后，转基因番茄果实成熟延迟，类胡萝卜素积累减少，乙烯生物合成水平和乙烯响应基因表达水平显著下调。同时，转基因果实离层不能正常形成，并且离层发育相关的基因表达量下降。进一步研究发现，FYFL 可以分别与RIN，MADS1 和JOINTLESS 相互作用，表明FYFL 可以通过与果实成熟和离层发育相关的MADS-box 蛋白相互作用来调控果实成熟进程和离层的发育[34]。

MADS 家族转录因子SlMBP8 也以负调控因子的形式参与番茄果实成熟的调控网络。与野生型番茄果实相比，SlMBP8 沉默的转基因番茄果实的成熟时间缩短了2～4 d。转基因番茄果实的乙烯生成量和类胡萝卜素水平上升，乙烯合成途径相关基因ACO1、ACO3、ACS2、ERF1、E4 和E8 和类胡萝卜素生物合成途径的关键基因PSY1、PDS和ZDS 的表达水平上调，细胞壁代谢相关基因如PG，EXP，HEX，TBG4，XTH5 和XYL 的表达水平也同样上调。这些结果表明SlMBP8 在果实成熟和软化中起重要的负调控作用[35]。

转录因子SlSL4 也被认为参与番茄果实成熟的负调控。在番茄果实中过表达SlSL4，转基因番茄果实成熟时间推迟，且转基因番茄果实中乙烯生物合成相关基因（ACO1、ACO3、ACS2）和成熟相关关键转录因子基因RIN 的表达水平在果实成熟阶段被显著下调，乙烯响应基因（E4、E8、ERF1）的表达水平同样下调，类胡萝卜素合成关键酶基因PSY1 的表达水平在成熟前期显著低于野生型果实，说明SlSL4 基因可能通过抑制乙烯合成和类胡萝卜素合成途径，从而负调控番茄果实的成熟[36]。

此外，在枇杷果实中，MADS-box 家族转录因子EjMADS1 被发现可以结合参与木质化调控的转录激活子EjMYB8 的启动子，并显著抑制其活性。结合其表达模式与序列结构信息，推测Ej-MADS1 是枇杷果实木质素合成的转录抑制子[37]。

1.4 锌指蛋白家族转录因子

锌指蛋白（Zinc finger protein，ZFP）转录因子家族是植物中最大的转录因子家族之一，其结构域是由锌原子作为核心、半胱氨酸和组氨酸包围锌原子形成的稳定三维结构[38]。根据与锌离子结合的半胱氨酸和组氨酸残基数目，可分为C2H2、C2C2、C2HC、C2HC5、CCCH、C3HC4、C4、C4HC3、C6、C8 这10 种不同类型。锌指蛋白主要通过与DNA、RNA 结合以及与其它蛋白互作来激活或抑制基因的转录，在植物的转录调控、生长发育、抗逆等生物学过程中发挥着重要的作用[39]。

在番茄果实中，锌指蛋白家族转录因子SlCOL4 可作为果实成熟过程中ABA 和乙烯信号转导的一个互作位点，且对果实成熟进程起负调控作用。通过VIGS 沉默SlCOL4 可以促进番茄果实成熟。与野生型果实相比，SlCOL4 沉默果实中乙烯合成通路上关键基因ACO1、ACS2 和ACS4的表达水平显著上升，说明转录因子SlCOL4 在果实中通过负调控乙烯的生物合成对果实成熟过程起负调控作用[40]。

在香蕉果实中，MaDof23 也是一个转录抑制子，其可以与促进香蕉果实成熟的转录激活子MaERF9 互作。同时，这两个蛋白之间存在拮抗作用，竞争MaEXP1/2/3/5、MaXET7、MaPG1、MaPME3等果实成熟相关基因的启动子位点，进而调控果实成熟过程中的细胞壁降解和香气合成[41]。

2 转录后水平的负调控因子

2.1 MicroRNAs（miRNAs）类负调控因子

miRNAs 是一类拥有20～24 个核苷酸（或碱基对），可以在转录后水平调控真核生物基因表达的特殊小分子非编码RNA。在植物中，miRNAs 通过对含有高度互补序列的靶mRNA 进行切割或翻译抑制，进而负调控靶mRNA 的进一步表达[42]。成熟的miRNAs 来源于单链RNA 转录本，具有不完善的茎环二级结构[43]。这些二级结构被DCL1 加工成细胞核中的miRNA 双链，并被运输到细胞质中[44-45]，随后miRNAs 被整合到RNA 诱导的沉默复合体 （RNA-induced silencing complex，RISC）中，RISC 利用miRNAs 作为向导来识别互补的靶mRNA，并通过降解或抑制其翻译来负调控它们的表达[46-47]。植物miRNAs 参与多种重要的生物学过程，如叶片形态建成、花器官识别、逆境应答以及果实成熟等[42]。

在柿子果实中，原花青素（Proanthocyanidin，PA）的生物合成受相关结构基因控制，而这些结构基因又受到一系列转录因子的转录调控，例如PA 生物合成途径中的转录激活子DkMYB19 和DkMYB20。miRNAs 是转录后水平调控基因表达的关键调控因子，在果实中瞬时过表达miR858b会抑制DkMYB19、DkMYB20 以及PA 生物合成通路中关键基因的表达，从而负调控柿子果实成熟进程中PA 的积累[48]。

在猕猴桃果实中，miR858 在花色苷生物合成和积累中起负调控作用。过表达miR858 使得猕猴桃果实的着色程度很低，且花青素的积累几乎被完全阻断。在烟草中进行瞬时共转化试验证实miR858 可以靶向MYB-R2R3 型花色苷生物合成转录激活子AaMYBC1 的编码基因，且miR858 过表达比AaMYBC1 沉默对猕猴桃果实着色的抑制作用更强。类似的，在番茄果实中，miR858 通过抑制两个MYB-R2R3 型转录因子的表达来负调控番茄果实中的花色苷生物合成[49]。

在番茄果实中，过表达Sly-miR157 前体和成熟体基因均能显著延缓Ailsa Craig 番茄果实的成熟进程。进一步研究发现，Sly-miR157 在体内高丰度表达时，可直接对LeSPL-CNR mRNA 进行切割，抑制LeSPL-CNR 基因表达和后续的蛋白翻译。但当Sly-miR157 表达量降低时，其仅在翻译水平上抑制LeSPL-CNR 而不影响LeSPL-CNR mRNA 表达[50]。

2.2 长链非编码RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）类负调控因子

LncRNA 是长度大于200 个核苷酸的非编码RNA。LncRNA 可以在转录、转录后以及表观遗传水平上调节基因表达，从而在染色质重塑、转录激活和转录抑制等生物学过程中发挥重要作用。现在已有的研究表明lncRNA 在应对非生物和生物胁迫[51]、开花[52]以及果实成熟[53]等过程中起重要作用。

在沙棘果实中，通过VIGS 沉默LNC1 会导致果实花青素含量增加和花青素生物合成途径结构基因F3’H、DFR 和LDOX 的表达水平上升。同时，LNC1 的沉默也会导致miR156a 表达水平上升以及花青素合成负调控因子SPL9 表达水平下调。现有的研究表明，miR156a 能抑制花青素生物合成途径的转录抑制子SPL9 的丰度从而正调控花青素的合成过程[54]。因此，LNC1 可能通过抑制miR156a 的表达来增加转录因子SPL9 的丰度，从而负向调控花青素的合成和累积[55]。

在荔枝果实中，lncNAC13 能够负调控花青素生物合成相关基因LcCHS1/2、LcCHI、LcF3H、LcF3’H、LcDFR 和LcMYB1 的表达，从而抑制荔枝果实成熟进程中花青素的积累[56]。

3 翻译后水平的负调控因子

在植物的生长发育过程中，蛋白质的泛素化修饰发挥着重要的生物学作用，包括参与调控细胞生命周期，激素信号转导和机体的损伤修复等几乎一切生命活动。泛素-蛋白酶体系统可以介导泛素化的靶蛋白选择性降解，其中泛素通过3 种酶：泛素激活酶E1，泛素结合酶E2 和泛素连接酶E3 的作用与靶蛋白共价连接，泛素首先被E1 激活，活化的泛素被转移至E2、E3 募集靶蛋白和泛素分子并将泛素转移至靶蛋白，随后泛素化的靶蛋白可被蛋白酶体降解，进而形成多种生物学效应[57]。

在香蕉果实中，通过蛋白互作验证试验和泛素降解试验发现，RING 类E3 泛素连接酶MaXB3可与转录因子MaNAC2、乙烯生物合成途径关键酶MaACS1 和MaACO1 互作，并通过26S 蛋白酶体途径泛素化降解MaNAC2、MaACS1 和MaACO1，削弱MaNAC2 对成熟负调控因子MaERF11编码基因的转录抑制能力和乙烯生物合成，进而负调控香蕉果实的成熟进程[58]。MaLUL2 基因编码香蕉中的一个环状E3 泛素连接酶，其在体外具有E3 泛素连接酶活性。在香蕉果皮中瞬时过表达MaLUL2 提高了果实的泛素化水平，并导致了持绿表型，同时叶绿素降解代谢基因的表达下调。这表明MaLUL2 可能作为一个负调控因子调控香蕉果实成熟和叶绿素降解[59]。

在番茄果实中，F-box 蛋白SlAMR1 可能通过其保守结构域F-box 构成SCF E3 泛素连接酶（Skp1-Cul1-F-box 蛋白），进而发挥其生物学功能。在番茄中过表达SlAMR1 后，对转基因果实做泛素表达水平检测，发现其泛素表达水平上调，抗坏血酸的积累减少，而沉默SlAMR1 的转基因番茄果实中抗坏血酸积累增多。这表明SlAMR1 可能通过泛素-蛋白酶体途径负调控番茄果实成熟过程中抗坏血酸的生物合成[60]。

在苹果果实中，RING 型E3 泛素连接酶Md-MIEL1 可与苹果花色苷生物合成和果实着色的关键正调节因子MdMYB1 的互作，并促进MdMYB1泛素化降解，从而负调控苹果果实花青素的积累[61]。同时，苹果泛素E3 连接酶MdCOP1 也可以与MdMYB1 互作，并通过泛素化降解MdMYB1 蛋白来负调控苹果果实成熟进程中的果皮着色[62]。此外，SmCOP1 也可以在番茄果实成熟、类胡萝卜素积累以及乙烯生成等方面发挥负调控作用[63]。BTB 蛋白是CUL3-RING E3 连接酶和底物蛋白之间的桥梁，是蛋白泛素化降解途径中的必要元件。MdMYB9 是苹果果实花青素和原花青素生物合成途径中的正调控因子，MdWRKY40 是创伤诱导的花色苷生物合成的关键调节因子。MdBT2 可以与MdMYB9 和MdWRKY40 相互作用，并通过26S 蛋白酶体系统负调控MdMYB9 和Md-WRKY40 蛋白的丰度，进而降低花色苷和原花色素相关基因的表达水平，减少苹果果实成熟进程中花色苷和原花色素的积累[64]。

在葡萄果实中，E3 连接酶VlPUB38 是葡萄果实成熟的一个负调控因子。在草莓中异源过表达VlPUB38 会导致草莓果实表现出显著的成熟抑制表型，但外源ABA 处理可以使其恢复为正常的成熟表型。进一步研究表明，VlPUB38 的U-box 保守结构域具有泛素连接酶活性，其通过与ABA 生物合成途径中的关键因子脱落醛氧化酶（VlAAO）相互作用，并通过26S 蛋白酶体系统靶向降解VlAAO，从而抑制ABA 的生物合成，进而负调控葡萄果实的成熟过程[65]。

4 其它负调控因子

除转录因子和泛素化途径相关蛋白外，部分其它蛋白也可以通过不同途径参与果实成熟及品质形成的负调控。乙烯受体蛋白ETR 是果实成熟的负调控因子，其通过激活下游的蛋白激酶CTR抑制乙烯信号的转导，从而负调控果实成熟。沉默SlETR4 或SlETR6，可导致番茄果实提早成熟。位于ETR 下游的蛋白激酶CTR 也是乙烯信号转导途径的负调控因子，其通过使乙烯信号转导元件EIN2 发生磷酸化抑制乙烯信号传递至细胞核，从而负调控果实成熟[66]。利用VIGS 技术沉默番茄果实中的CTR1 基因，发现番茄果实CTR1 基因沉默部位提前成熟，证实了SlCTR1 对番茄果实成熟具有负调控作用[67]。此外，Polycomb-group（PcG）蛋白是一类可以通过甲基化和泛素化等染色质修饰来调控靶基因表达的负调控因子。在番茄中，PcG 蛋白SlMSI1 通过负调控成熟相关基因（RIN，CNR、TDR4、ACS2、ACS4、PG、MAN4） 的表达来抑制果实成熟[68]。Han 等[69]发现高温可以显著加速草莓果实成熟的启动，且高温条件下一系列果实成熟相关基因的表达水平会迅速上调。进一步研究发现，过表达草莓蛋白激酶基因FaSnRK2.6 可以抑制高温诱导的成熟相关基因的表达，且成熟相关基因的表达水平始终与FaSnRK2.6 的表达水平呈负相关，这表明FaSnRK2.6 可能负调控高温诱导的草莓果实成熟。

DNA 甲基化修饰的相关因子可参与果实成熟及品质形成的调控。DNA 甲基化修饰是DNA序列上的特定碱基在DNA 甲基化酶的作用下从S-腺苷甲硫氨酸获得1 个甲基并与之共价结合的过程，该过程主要通过调控色素、芳香族化合物和植物激素生物合成以及细胞壁降解途径中关键基因的表达水平来调控番茄、草莓、甜橙等各类果实的成熟进程[70-72]。利用VIGS 技术将甜椒中编码甲基化酶的CaMET1-like1 基因沉默可以使辣椒果实成熟提前4～8 d，且可促进六氢番茄红素、β-胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素等在辣椒果实中的积累，说明甲基化酶CaMET1-like1 是辣椒果实成熟的一个负调控因子[73]。

植物激素在果实成熟和品质形成的过程中起到重要的调控作用。例如GAs 通常被认为可以抑制果实成熟[74]，而IAA 通常被认为是非呼吸跃变型果实成熟的抑制因子，其通过拮抗ABA 的作用而对果实成熟起到负调控作用[75]。水杨酸可通过抑制乙烯生物合成关键酶ACO 的活性负调控乙烯的生物合成，进而抑制果实成熟进程[76]。此外，褪黑素作为一种重要的植物内源激素，近年也被认为是一种果实成熟的负调控因子，并广泛应用于延缓果实采后衰老，例如外源褪黑素处理可通过诱导提高荔枝果实的内源褪黑素水平和抗氧化能力以延缓荔枝果实在常温贮藏期间的衰老进程，通过抑制芒果果实乙烯和脱落酸的生物合成延缓采后芒果果实的成熟进程[77]。

植物体内的生物活性分子NO 也是果实成熟过程中重要的负调控因子。在果实成熟过程中，NO 含量逐渐降低，同时伴随着蛋白质硝化和亚硝化水平的上升。而大量研究表明，外源NO 处理可有效延缓果实成熟，抑制果实冷害的发生，提高果实的抗病能力和营养品质[78]。此外，NO 供体硝酸盐也是柑桔果实成熟的负调控因子，其可以通过促进叶绿素的生物合成并抑制类胡萝卜素的积累，进而延迟柑桔果实破色[79]。

5 结语

植物果实具有复杂的调控机制来精确调控果实成熟及品质形成，以适应各种发育和环境信号。对果实成熟及品质形成调控的大量研究发现了一系列相关正调控因子，但研究也表明，果实的成熟及品质形成过程中也受到诸多负调控因子的调控，这可能是植物为了平衡在相同代谢路径中产生潜在的有毒物质，降低对细胞产生的不良影响，或是降低果实成熟过程中物质和能量的消耗，从而更好地适应多变的环境。尽管目前关于负调控因子的研究取得了较大进展，但仍然有很多科学问题亟待解决，例如还有许多果实成熟与品质形成的负调控因子尚未被发现、负调控因子与正调控因子协同作用的具体机制、负调控因子与正调控因子在特殊条件下的相对性等。因此，继续挖掘相关负调控因子并深入研究其对果实成熟及品质形成的调控机制具有重要的生物学意义，这有助于完善植物果实成熟及品质形成的分子调控网络，同时为深刻认识植物的发育与适应性进化提供重要的参考。