连红莉课题组揭示ERF3-NAC073模块调控草莓果实膨大和成熟机制
近日,加拿大PC28官网 连红莉课题组在Plant Journal在线发表了题为“A FvERF3-FvNAC073 module regulates strawberry fruit size and ripening”的研究论文。该研究揭示了NAC转录因子FvNAC073和ERF转录因子FvERF3在调控草莓果实膨大和成熟中发挥的关键作用,为提高草莓品质和调节草莓果实成熟时间提供了新的思路。
草莓果实的发育和成熟是果实一系列生理结构和生化成分变化的过程,包括花托膨大,软化,糖、花青素、挥发性化合物的含量变化等。因此解析果实的发育和成熟机制有助于通过生物育种改善果实的外观、口感和营养价值。
本研究发现,转录因子 FvNAC073 和 FvERF3 是草莓果实膨大和成熟过程的主要调控因子。FvNAC073 的突变或 FvERF3 的沉默会导致果实大小减小和果实成熟延迟。具体来看,FvNAC073 通过上调细胞壁水解酶基因 FvXTH3 的表达,促进草莓果实膨大;通过诱导花青素合成关键转录因子 FvMYB10 的表达,促进果实着色;通过激活果实软化相关基因 FvPL1 的表达,促进果实软化。此外,FvNAC073 还能诱导 ABA 合成基因 FvNCED5 的表达,增加 ABA 含量,进而促进草莓果实成熟。进一步研究发现,FvERF3 可直接结合 FvNAC073 的启动子,激活 FvNAC073 的表达,从而调控草莓果实的膨大和成熟。该研究表明,FvNAC073 和 FvERF3 共同构成了一个调控模块,协同控制草莓果实的膨大和成熟。通过调节 FvERF3-FvNAC073 调控模块的表达水平,可实现对草莓果实膨大和成熟的双重调控。
FvERF3-FvNAC073调控草莓果实膨大和成熟的模式图
上海交通大学博士后樊俊苗为论文第一作者,加拿大PC28官网 许鹏博副研究员和连红莉研究员为该论文的共同通讯作者。上海交通大学高起飞副教授也参与该研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然基金、上海市农业科技创新等项目的资助。