香蕉（Musa spp.）是果粮兼用的热带重要经济作物，世界上鲜果贸易量最大的水果，也是世界上热区4亿多人口的主食和食物来源。其产业的健康发展对热带地区的社会稳定和经济发展具有重要意义。作为典型的呼吸跃变型果实，香蕉在成熟过程中果皮会快速软化，易引起果指的脱落，脱落后的香蕉果指极易受到病虫害的侵染。果实/皮软化是大多数果实成熟的必经过程，但不可控的软化会影响果实的货架期、品质和市场价值。因此，深入理解果实/皮的软化调控机制，对于减缓果实的软化进程、延长货架期至关重要。2024年10月18日，福建农林大学/中国热带农业科学院吕培涛团队在The Plant Cell 在线发表了题为The MaNAP1-MaMADS1 transcription factor module mediates ethylene-regulated peel softening and ripening in banana 的研究论文，揭示了香蕉果实成熟过程中果皮软化和果指脱落的调控机制，对香蕉产业的安全生产具有重要的理论和实践指导价值。该研究自主构建并分析了香蕉果实成熟过程果指脱落区（DZ）和中间区（CZ）果皮组织的转录组、染色质可及性、4种组蛋白（H3K4me3、H3K9ac、H3K27ac和H3K27me3）修饰以及7个成熟关键转录因子的ChIP-seq/DAP-seq数据，以此构建香蕉果实成熟过程中果皮软化及脱落的精细层级调控网络。
该研究发现，在未经乙烯处理的绿熟期香蕉中，成熟关键转录因子和细胞壁相关基因（CWR）都处于低表达水平，是由于该时期细胞的染色质处在压缩的状态（高H3K27me3修饰水平），导致香蕉果皮的高硬度；经乙烯处理后，细胞染色质环境处于松弛状态（高H3K4me3、H3K9ac和H3K27ac修饰水平），且高乙烯水平维持了MaEIN3蛋白的稳定，MaEIN3直接激活了下游关键转录因子MaNAP1和MaMADS1，形成第一层调控；MaNAP1和MaMADS1又直接结合了下游大量的CWR基因、乙烯合成基因和其他成熟相关转录因子，形成第二层调控；其他成熟相关转录因子再进一步结合CWR基因、乙烯合成基因和其他成熟相关转录因子，形成第三层调控。最终形成了非常复杂、稳健和冗余的转录调控网络，使香蕉果实成熟（果皮软化）这个事件一旦发生，就难以被逆转。综上，该研究揭示了乙烯-MaEIN3-MaNAP1/MaMADS1为核心的层级调控在香蕉果皮软化和果指脱落过程中的调控关系，鉴定到一些关键的顺式作用元件，可为改善香蕉质地和延长其货架期提供潜在靶点。
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MaNAP1-MaMADS1模块介导乙烯诱导的香蕉果皮软化调控网络
福建农林大学园艺学院已毕业博士生李华为第一作者，副教授陈倬、已毕业博士生朱文俊、已毕业硕士生倪雪婷为共同第一作者，热带作物生物育种全国重点实验室PI/中国热带农业科学院热带生物技术研究所吕培涛研究员为该论文的通讯作者。中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所王甲水研究员、华南农业大学园艺学院周碧燕教授、福建农林大学园艺学院陈发兴教授也参与了该项研究。该研究得到国家基金委自然科学基金、国家香蕉产业技术体系等经费的资助。
据悉，吕培涛研究员已于今年6月份到中国热带农业科学院热带生物技术研究所工作，目前为热带作物生物育种全国重点实验室PI，工作地点在三亚崖州湾科技城。团队目前需要固定工作人员（有编制）和博士后（有竞争力的薪酬）若干名，欢迎对热带农业感兴趣的科技人才加盟。有意者请发邮件至lvpeitao@itbb.org.cn
Tropical Plants 是一本开放获取的期刊，致力于传播热带植物相关的研究成果，专注于发表本领域原创研究论文、短讯、致编辑的信、观点、数据分析论文以及研究工具和方法等。主题范围包括但不限于：多组学研究、转录组研究、代谢组学研究、表型组学研究等；热带植物生长发育的生物化学、分子生物学研究；生态与进化生物学研究；遗传育种和植物性状形成研究；植物生理及其与环境和生物有机体的相互作用等。本刊由海南大学主办，Maximum Academic Press出版，期刊主编由海南大学王文泉教授和昆士兰大学Robert Henry教授共同担任。期刊目前已被CABI、AGRIS等数据库收录。
期刊官网：
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投稿链接：
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