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7月4日，記者從中國科學(xué)院武漢植物園獲悉，該植物園韓月彭研究員團(tuán)隊(duì)揭開了桃子為什么甜的一個關(guān)鍵秘密，發(fā)現(xiàn)了一個控制桃積累蔗糖的“分子開關(guān)”，一個名為PpbZIP18的特殊蛋白質(zhì)（屬于位于桃果實(shí)糖含量QTL位點(diǎn)的I亞組bZIP轉(zhuǎn)錄因子）扮演著核心角色。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《分子園藝》。

這個蛋白質(zhì)位于控制桃果實(shí)糖含量的關(guān)鍵基因區(qū)域。有趣的是，這類蛋白質(zhì)過去被認(rèn)為和抗病或開花有關(guān)，和糖積累掛鉤還是首次被發(fā)現(xiàn)。

桃子的甜度高低是決定風(fēng)味好壞的最重要因素之一。桃的甜味主要來自蔗糖，但之前人們并不完全清楚桃如何將蔗糖積累起來。

韓月彭介紹，對該轉(zhuǎn)錄因子生物學(xué)功能進(jìn)行解析發(fā)現(xiàn)，PpbZIP18通過激活蔗糖合成酶基因PpSuSy1和糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因PpST1的表達(dá)來調(diào)控桃果實(shí)中蔗糖的積累，其中PpSuSy1基因控制蔗糖的合成，而PpST1基因?qū)儆趐GlcT/SGB1糖轉(zhuǎn)運(yùn)體亞家族。酵母互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)表明，PpST1基因具有轉(zhuǎn)運(yùn)蔗糖的功能，首次證實(shí)了pGlcT/SGB1亞家族的糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能。

該研究還發(fā)現(xiàn)，脫落酸處理可導(dǎo)致PpbZIP18表達(dá)量顯著增加，但PpbZIP18啟動子區(qū)缺乏典型的脫落酸響應(yīng)元件ABRE。通過酵母單雜交篩庫，發(fā)現(xiàn)一個受脫落酸誘導(dǎo)的NAC轉(zhuǎn)錄因子PpNAC73能夠結(jié)合到PpbZIP18的啟動子上，從而激活其表達(dá)。同時，PpNAC73可與ABRE轉(zhuǎn)錄因子PpABF5互作，協(xié)同調(diào)控PpbZIP18的轉(zhuǎn)錄。綜上，該研究揭示了脫落酸信號介導(dǎo)PpNAC73/PpABF5-PpbZIP18模塊調(diào)控桃果實(shí)蔗糖積累的分子機(jī)制。

這項(xiàng)研究不僅讓我們更深入地理解了桃果實(shí)變甜的分子機(jī)制，特別是植物激素脫落酸如何指揮糖分積累，還為未來培育更甜、風(fēng)味更好的桃新品種提供了重要的理論依據(jù)和基因資源。