1.The PpWRKY22-PpWRKY70 regulatory module enhances resistance to Monilinia fructicola by regulating the gamma-aminobutyric acid shunt in peach fruit
桃果實含有豐富的膳食纖維、蛋白質和維生素，深受廣大消費者的喜愛。桃果實收獲于高溫多雨季節，采后易受病原菌侵染，其中由鏈核盤菌引起的褐腐病是導致桃果實采后腐爛的主要原因之一，嚴重影響桃果實品質及商品價值。我們之前的研究表明，一氧化氮（Nitric oxide, NO）處理通過激活γ-氨基丁酸（γ-aminobutyrate, GABA）分支顯著抑制桃果實褐腐病。其中轉錄因子在調節GABA分支相關基因的轉錄中發揮著關鍵作用。然而在桃果實防御真菌病原體感染的過程中，轉錄因子介導GABA分流的轉錄調控仍在很大程度上未知。
食品科學與工程學院石晶盈/宋遵陽課題組在Postharvest Biology and Technology上發表了題為The PpWRKY22-PpWRKY70 regulatory module enhances resistance to Monilinia fructicola by regulating the gamma-aminobutyric acid shunt in peach fruit的研究論文。在這項研究中，我們發現PpWRKY22和PpWRKY70與桃果實對褐腐菌的抵抗能力密切相關，在NO處理后基因表達量上調。進一步分析表明，PpWRKY22和PpWRKY70顯著促進GABA分支相關基因的轉錄，包括PpGAD4、PpGABA-T和PpSSADH。蛋白互作分析表明，PpWRKY22與PpWRKY70的相互作用進一步上調GABA分支相關基因的轉錄。此外，PpWRKY22和PpWRKY70的瞬時過表達通過上調GABA分支相關基因的表達，增強桃果實對褐腐菌的抵抗能力。總的來說，本研究揭示PpWRKYs蛋白之間的相互作用通過促進GABA分支相關基因的表達來增強桃果實抵抗褐腐菌的新模型。
山東農業大學李文慧博士后為該論文第一作者，石晶盈教授和宋遵陽副教授為通訊作者，山東農業大學李大鵬教授參與了該研究。該研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金和中國博士后科學基金項目的資助。
2.Key factors uncovered by transcriptomic analysis in the regulation of glutamic acid repressing the browning of fresh-cut potatoes
鮮切馬鈴薯因其食用方便、衛生、營養價值高等特點,市場需求量逐年加大,銷售前景廣闊。然而,鮮切馬鈴薯在加工過程中容易發生褐變,導致品質下降,貨架期縮短,限制了其銷售半徑。因此, 探討鮮切馬鈴薯褐變抑制機制,發掘安全有效的褐變抑制技術,可為鮮切馬鈴薯褐變控制提供理論依據和技術支撐,對于鮮切馬鈴薯產業發展具有重要意義。馬鈴薯在加工過程中細胞被破壞，大量的氧氣在內部的多酚氧化酶作用下，酚類底物被氧化成醌類物質，醌類物質進一步發生聚合生成棕色素，從而發生褐變現象；而谷氨酸是植物中最常見的氨基酸之一，不僅可作為營養物質，也可以作為信號分子，在植物生長發育、調控植物脅迫應答、調控果蔬保鮮和解逆境脅迫中發揮了關鍵作用。研究以荷蘭15號為實驗材料,在前期實驗室的研究基礎上,進一步探究谷氨酸抑制鮮切馬鈴薯褐變的作用機理。
團隊在Postharvest Biology and Technology上發表了題為Key factors uncovered by transcriptomic analysis in the regulation of glutamic acid repressing the browning of fresh-cut potatoes的研究論文。該研究發現，采用濃度15 g/L的谷氨酸溶液處理馬鈴薯絲4 min，可將4℃貯藏的鮮切馬鈴薯絲貨架期延長至5天。通過實驗檢測后表明，谷氨酸處理可以顯著降低鮮切馬鈴薯絲的總酚、H2O2、O2.-含量，提升CAT、APX、SOD和GPX等抗氧化酶活性。進一步轉錄組學分析發現，在Glu處理組和對照組中，存在大量的差異表達基因，主要富集在谷胱甘肽代謝、類黃酮生物合成、苯丙氨酸代謝、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代謝及植物激素信號轉導途徑，GLU處理顯著影響了上述途徑上基因的轉錄水平。通過RT-qPCR證明，StPPO2、StPPO3、StPPO7和StERF-BR1-like的轉錄水平受到了明顯抑制；通過亞細胞定位以及EMSA實驗確定了StERF-BR1-like為核蛋白，并進一步證明StERF-BR1-like可通過直接結合StPPO2啟動子激活其轉錄。最終結果表明Glu通過調節上述途徑抑制鮮切馬鈴薯的褐變，而轉錄因子StERF-BR1-like通過激活StPPO2的表達參與褐變抑制過程。
山東農業大學碩士研究生管青華和李文慧博士后為該論文第一作者，石晶盈教授和宋遵陽副教授為通訊作者，新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所所長吳斌研究員、張政副研究員參與了該研究。該研究得到了國家自然科學基金、山東省重點研發計劃（重大科技創新工程）和山東省自然科學基金的資助。
3.PpERF-CRF3 selected by transcriptomic analysis plays key roles in the regulation of ABA alleviating chilling injury in peach fruit
中華壽桃含有維生素C、類胡蘿卜素、多酚和有機酸，可以補充人體的營養需求，受到廣大消費者的喜愛。桃果實是典型的冷敏性果實，不適宜的低溫儲藏會導致桃果實冷害，失去食用價值。目前關于緩解桃果實冷害的研究很多，但都存在不足。因此，亟需尋求更安全、更高效、更環保的方法來緩解桃果實冷害。如今，植物小分子物質在研究緩解桃果實冷害的研究逐漸成為新興研究熱點。其中脫落酸（abscisic acid，ABA）已被證實能夠緩解多種果蔬冷害。此外，脯氨酸作為滲透調節物之一，能提高植物抗冷性。但是脯氨酸代謝與抗冷之間具體作用機制并不明確。
課題組在International Journal of Biological Macromolecules上發表了題為PpERF-CRF3 selected by transcriptomic analysis plays key roles in the regulation of ABA alleviating chilling injury in peach fruit的研究論文。該研究揭示了脫落酸緩解桃果實冷害的作用機理，為ERF轉錄因子調控脯氨酸代謝從而緩解桃果實冷害提供了理論依據。
本研究通過相關分析，發現PpERF-CRF3的表達與果實冷害、PpP5CS、PpP5CS1和PpP5CR2的表達密切相關。因此，選擇PpERF-CRF3進行CI過程的功能分析。ERF TF通過直接結合GCC-box基序調控靶基因，DLR實驗結果表明，PpERF-CRF3可誘導PpP5CS和PpP5CR2的轉錄活性，但對PpP5CS1的轉錄活性無影響。隨后YIH實驗驗證了PpERF-CRF3能直接結合PpP5CS和PpP5CR2啟動子。此外，EMSA實驗證實了重組GST-PpERF-CRF3直接與PpP5CS和PpP5CR2啟動子中的GCC-box mo- tif相互作用。總體而言，數據表明PpERF-CRF3通過直接與PpP5CS和PpP5CR2的啟動子相互作用調控脯氨酸合成基因的轉錄。
山東農業大學碩士研究生楊文騰和何源為該論文第一作者，石晶盈教授和宋遵陽副教授為通訊作者，新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所所長吳斌研究員和張政副研究員參與了該研究。該研究得到了國家自然科學基金、山東省重點研發計劃（重大科技創新工程）和山東省自然科學基金的資助。
石晶盈/宋遵陽課題組課題組一直從事果蔬采后保鮮技術研發研究，近年來在Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Food Hydrocolloids、Food Chemistry、Postharvest Biology and Technology和Control Food等食品領域權威期刊發表論文數十篇，在馬鈴薯、番茄、桃等果蔬保鮮技術研發和調控機制研究中取得了多項進展。
編 輯：萬 千
審 核：賈 波
