作者:陈彬 郭翠华 来源:中国科学报 发布时间:2018-10-16
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适度干旱可以让苹果更好吃

 

本报讯 近日,山东农业大学教授郝玉金课题组对干旱环境条件下苹果果实内糖积累增加的分子机制进行研究,首次揭示了苹果钙依赖蛋白激酶22调控蔗糖转运蛋白2.2的机制及其在干旱环境下的作用。该研究成果发表在国际知名学术刊物《植物生物技术期刊》上。

蔗糖是植物应对旱涝、盐碱等生长环境的重要调节物质,在果树和其它果实作物生产中,适度干旱、盐等环境调节下能够促进果实中的糖积累,提高果实的风味品质。

学者们前期的研究发现,蔗糖在植物体内的运输主要依赖于蔗糖转运蛋白(SUTs)。同时,旱涝、盐碱等生长环境下通常也会引起植物细胞内游离钙离子浓度增加,进而引起钙调磷酸酶B类似蛋白(CBL)的变化,使其与钙依赖蛋白激酶(CIPK)形成CBL-CIPK系统,从而调节钙依赖蛋白激酶所催化的蛋白质磷酸化过程,最终调节植物体内有关生理生化反应以应对外界环境的变化。然而,钙依赖蛋白激酶是否以及如何在干旱环境中调节糖积累,这些问题尚不清楚。

郝玉金团队长期从事苹果果实品质形成与调控方面的课题研究,在之前开展的研究中创新性地揭示了苹果钙依赖蛋白激酶22在果树适应干旱环境过程中发挥关键作用,同时也发现蔗糖转运蛋白2.1和2.2也是苹果果实糖积累及应对不良生长环境条件的重要影响因子。在这次试验研究中,该课题组又首次以苹果蔗糖转运蛋白2.2基因和钙依赖蛋白激酶22为研究内容,进行了两者蛋白相互作用和磷酸化试验,并利用质谱鉴定了蔗糖转运蛋白2.2的特异性磷酸化位点。

研究结果表明,在干旱环境下,苹果蔗糖转运蛋白2.1和2.2基因的表达水平比正常环境条件下明显增加,并且蔗糖转运蛋白2.2基因过量表达促进了糖的积累,同时其蛋白结构中Ser381位点发生磷酸化,提高了苹果的耐旱性。该课题组科研人员在进一步的研究中还发现,干旱环境条件下,苹果钙依赖蛋白激酶22是蔗糖转运蛋白2.2结构位点磷酸化所必需的,两者相互作用增加了苹果对干旱的抗性。(陈彬 郭翠华)

《中国科学报》 (2018-10-16 第8版 科创)
 
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