浙江大學果實品質生物學團隊發現果實酯類芳香物質合成的調控新機制

2021-02-23 植物研究進展

近日，The Plant Journal在線發表了浙江大學果實品質生物學團隊題為「Transcriptional and epigenetic analysis reveals that NAC transcription factors regulate fruit flavor ester biosynthesis」的研究論文，揭示了NAC家族轉錄因子及組蛋白修飾H3K27me3在調控果實酯類芳香物質合成中的分子機制。曹香梅博士為論文第一作者，張波教授為通訊作者。

果實的香味來源於揮發性化合物，影響消費者喜好。酯類芳香物質是許多成熟果實果香型香氣的主要來源，包括桃、蘋果和番茄等。雖然已經明確了酯類芳香物質對於果實風味品質和消費者喜好的重要作用，然而有關該類化合物在果實成熟過程中積累的調控機制並不清楚。

基於基因表達與物質含量相關性，並結合體外和體內的功能驗證，鑑別出參與桃果實酯類芳香物質合成的結構基因PpAAT1，編碼的乙醇醯基轉移酶AAT是催化酯類物質合成的末端酶。鑑別出轉錄因子PpNAC1通過結合PpAAT1啟動子激活基因表達，利用轉基因方法驗證了PpNAC1對酯類芳香物質合成的調控效應。番茄和蘋果中的同源NAC轉錄因子也可以激活酯類物質合成基因表達。進一步研究發現果實成熟過程中酯類芳香物質積累相關的轉錄因子NAC和結構基因AAT的表達受到組蛋白甲基化修飾H3K27me3的表觀遺傳因子調控。

綜上所述，果實成熟過程中的酯類芳香物質合成同時受到轉錄因子NAC和組蛋白甲基化修飾的調控（圖1），這種分子機制在桃、蘋果及番茄等多種果實中保守存在。 

圖1. 果實酯類芳香物質合成的轉錄調控和表觀遺傳調控模型

該研究工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金項目、中國博士後基金等項目的資助。

原文連結：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15200

來源：浙江大學果樹科學研究所

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