园艺学院齐红岩课题组揭示CmERFⅠ-2和CmMYB44调控薄皮甜瓜果实蔗糖积累的分子机制

甜瓜作为重要的园艺作物，是我国东北和华北设施栽培的主要作物种类之一，因其独特的风味深受人们喜爱。糖含量是决定甜瓜果实风味品质的重要因素，因此，阐明薄皮甜瓜果实蔗糖积累的分子机制对提高甜瓜风味品质具有重要意义。同时乙烯作为调控跃变型果实成熟和品质形成的重要激素，如何参与调控甜瓜果实蔗糖积累的作用机制尚不清楚。

近日，沈阳农业大学园艺学院齐红岩教授课题组在Plant Physiology 发表了题为“The transcription factor CmERFI-2 represses CmMYB44 expression to increase sucrose levels in oriental melon fruit”的研究论文，揭示了CmERFⅠ-2通过抑制CmMYB44的表达促进薄皮甜瓜果实蔗糖积累的分子机制。

该研究发现，蔗糖合成途径关键基因CmSPS1是高糖品种‘HS’和低糖品种‘LW’甜瓜果实蔗糖含量差异的关键因子。通过酵母单杂交筛库，找到CmSPS1的上游调控因子CmMYB44。为明确其功能，研究人员利用农杆菌介导的瞬时转化和转基因技术进行验证，结果发现CmMYB44负调控甜瓜果实蔗糖积累和乙烯合成。进一步通过酵母单杂交、EMSA、LUC荧光信号检测和GUS活性分析，明确了CmMYB44能够直接结合到CmSPS1和CmACO1的启动子上负调控二者转录。此外，受外源乙烯诱导的CmERFI-2通过抑制CmMYB44的表达提高甜瓜果实蔗糖积累。

综上所述，乙烯响应因子CmERFI-2通过抑制CmMYB44的转录削弱CmMYB44对下游靶基因 CmSPS1和CmACO1的抑制作用，从而提高甜瓜果实蔗糖积累。研究结果进一步丰富了对乙烯参与调控薄皮甜瓜果实蔗糖积累分子机制的认知，同时也能够为培育高品质的甜瓜新品种提供基因资源。

图1 CmERFⅠ-2和CmMYB44调控薄皮甜瓜果实蔗糖积累的工作模式图

该研究在沈阳农业大学现代设施园艺工程技术中心教育部重点实验室完成，沈阳农业大学在读博士高歌为论文第一作者，齐红岩教授为论文通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金区域创新发展联合基金（U20A2044）和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-25）的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad155