科学家发现为什么成熟的水果比未成熟的水果更容易受到坏死性病原体的影响

在最近发表在《分子植物》杂志上的一项研究中，研究人员阐明了果实成熟过程中对坏死营养物质的敏感性增加的机制，并开发了一种快速策略来提高番茄果实对坏死营养物质的抗性而不影响果实质量。

乙烯 (ET) 是关键的成熟信号，而茉莉酸 (JA) 是主要的防御激素。在番茄中，EIL 转录因子是 ET 信号通路的核心。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友教授课题组此前证明，EIL与Mediator亚基MED25物理相互作用，协调分层转录级联，促进质量形成。番茄。

作为肉质水果中的一种普遍现象，成熟的水果比未成熟的水果更容易受到坏死性病原体的影响。这种复杂的机制使水果能够保护正在发育的种子，并促进成熟种子在自然界中的传播，但会导致严重的采后生产损失。

由于大多数果实品质属性是在成熟过程中决定的，因此在不影响成熟相关品质的情况下培育果实对坏死营养物质的抗性是许多作物面临的主要挑战。

研究人员发现，虽然成熟高度诱导 ET 的产生，但在此过程中 JA-Ile(JA 最具生物活性的形式)的水平显着降低。与此一致的是，JA 介导的防御反应在成熟过程中减弱。进一步的研究表明，EIL 直接激活 CYP94C1 的表达，CYP94C1 的蛋白产物反过来将 JA-Ile 转化为无活性形式 12-COOH-JA-Ile，从而减弱果实成熟过程中 JA 介导的防御。

这些结果揭示了 CYP94C1 在连接 ET 介导的成熟和 JA 介导的防御方面的核心作用。植物很可能在种子成熟之前使用 JA 来保护自己。一旦种子成熟，植物利用 ET 来促进品质形成并消除 JA 介导的防御，从而促进种子传播。

引人注目的是，CYP94C1 的敲除提高了番茄果实对坏死营养物质的抗性。重要的是，这种策略不会影响果实的成熟和质量，包括从开花到成熟开始的天数以及糖、酸、番茄红素和抗坏血酸的水平。

此外，cyp94c1突变不会对生长和产量产生不利影响。