重点实验室在高温引致香蕉果实后熟受阻的翻译后调控机制研究上取得新进展。研究论文“E3 ligase MaNIP1degradation of NON-YELLOW COLORING1 at high temperatureinhibits banana degreening” 发表于植物学TOP 期刊PlantPhysiology(2023, doi: 10.1093/plphys/kiad096)。第一作者为硕士生罗琪,通讯作者为重点实验室成员邝健飞研究员和单伟副教授。
香蕉与采收即可食用的多数果品不同,通常在绿硬期采收,需经后熟方可食用。香蕉果实后熟过程中,温度是影响品质的关键环境因子。高温下会导致香蕉果实出现后熟障碍,具体表现为果皮叶绿素降解代谢通路受阻,产生滞绿表型,影响果实商品性。前期研究揭示MaBAH1-MaMYB60-CCGs 是一条调控香蕉果实色泽品质的新路径,但这一产业问题背后的生物学机制远未全面明晰。
研究人员首先运用蛋白定量组学分析就正常温度(20℃)成熟和高温(30℃)后熟障碍的香蕉果皮的差异蛋白进行了全面筛选,发现高温抑制了叶绿素降解通路关键酶MaNYC1 的蛋白积累。进一步开展蛋白互作和泛素化分析显示,E3 泛素连接酶MaNIP1 和MaNYC1 互作,介导MaNYC1 发生泛素化并通过蛋白酶体途径降解,这一效应在高温下得到显著增强,从而强烈抑制MaNYC1 介导的叶绿素降解,导致香蕉果皮不能转黄。这些结果明确了MaNIP1-MaNYC1 模块在高温引致香蕉果皮褪绿受阻这一后熟障碍的作用机制。不同于先前报道的泛素/蛋白酶体通过MaMYB60 调控叶绿素降解酶编码基因的转录,本研究首次揭示了泛素/蛋白酶体途径对果实叶绿素降解代谢酶系统的直接调控,丰富了对香蕉后熟障碍发生机制的新认知,并为生产实践上研发相应的调控措施提供了新策略。
图MaNIP1-MaNYC1 模块介导高温引致香蕉果实后熟受阻的作用模型