研究揭示果實成熟的轉錄后調控機制

成熟是果實發育的重要階段，伴隨著顏色、香氣及硬度等一系列變化。這一過程受到內外因素的共同調控，機制非常複雜。對果實成熟調控的有關機制開展研究，對於提高果實品質、優化貯藏保鮮技術具有很大的指導意義。近年來，有關果實成熟的轉錄調控已有較多報道，鑒定到多個重要的轉錄因子，對它們的作用機制也進行了較多研究。然而，人們對果實成熟的轉錄后調控卻知之甚少。

科學院植物研究所田世平研究組對液泡加工酶（VPE，vacuolar processing enzyme，一種半胱氨酸蛋白酶）編碼基因SlVPE3在番茄果實成熟中的功能進行了研究。通過RNAi技術沉默SlVPE3后，研究人員發現番茄果實成熟期明顯推遲，且果實對病原菌更敏感，說明SlVPE3在果實成熟和抗病反應中發揮雙重作用。定量蛋白質組學研究顯示，SlVPE3影響果實中314個蛋白質的丰度，包括多個參與果實成熟和抗病反應的蛋白質。為進一步鑒定SlVPE3的作用底物，研究人員對SlVPE3的互作蛋白進行了分析，證實蛋白酶抑制子KTI4與SlVPE3發生相互作用。SlVPE3能夠直接加工KTI4，而KTI4沉默後果實抗病性顯著降低，顯示SlVPE3可能通過激活KTI4的方式調節果實抗病性。這一成果為解析果實成熟和抗病反應的轉錄后調控機制提供了依據。

該成果於3月7日在線發表於國際學術期刊《基因組生物學》（Genome Biology）。田世平研究組的畢業博士生王威浩和在讀博士生蔡江華為論文共同第一作者，研究員秦國政為通訊作者。該研究得到了科技部「973」項目、國家自然科學基金委和中科院青年創新促進會的資助。

番茄液泡加工酶SlVPE3調控果實成熟及抗病性。(a) SlVPE3基因沉默對果實成熟和抗病性的影響；(b) SlVPE3與KTI4蛋白髮生相互作用；(c) SlVPE3與KTI4共定位於液泡。