郑果所首次揭示桃果实慢溶质性状形成的分子机制

近日，中国农业科学院郑州果树研究所桃遗传育种团队在《Plant Biotechnology Journal》上发表题为“Identification of PpTHE1, a cell wall integrity sensor regulating the increased duration of harvest window in slow-melting flesh peach, through the assembly of a chromosome-level reference genome of Prunus persica”的研究论文，该研究首次揭示类受体蛋白激酶PpTHE1调控桃果实慢溶质形成机制，为桃果实肉质改良提供了重要的基因资源。

慢溶质桃因独特的肉质特点近年逐渐进入市场，其果实具有较长的硬熟期，最终仍能正常软化。这一特性不仅可延长采收时间，还避免桃子特有风味的丢失，确保果实品质，减少因采收不及时造成的损耗。因此，鉴定调控桃慢溶质性状的关键基因并阐明其调控网络，对于培育耐贮运桃品种及实现遗传改良至关重要。

研究以慢溶质桃‘春瑞’为研究对象，构建了染色体水平高质量基因组，利用F1代遗传分离群体，将慢溶质候选基因定位在四号染色体1.39 Mb区间，结合精细定位和基因表达分析，研究人员进一步锁定了候选基因PpTHE1，发现其在慢溶质果实中表达水平显著升高。通过结合番茄转基因和桃瞬时基因表达实验证实，PpTHE1能够负向调控果实软化。

序列活性分析结合桃果实瞬时表达实验发现，插入PpTHE1下游的LTR反转录转座子Gypsy能抑制该基因在果实中的表达。随后，以PpTHE1激酶结构域为诱饵筛选桃酵母文库，并通过荧光素酶互补、双分子荧光互补及烟草Co-IP实验验证，发现桃果实软化调控因子PpERF61和果胶裂解酶PpPL15均能与PpTHE1发生互作。桃果实瞬时表达等实验进一步揭示，PpTHE1不仅能抑制互作蛋白PpERF61和PpPL15的表达，还能减弱PpERF61对其下游靶基因的转录激活作用，从而参与调控慢溶质桃果实软化进程。

图. PpTHE1调控桃果实慢溶质的分子机制

博士研究生孟君仁为该论文的第一作者，郑州果树研究所曾文芳研究员和华中农业大学徐娟教授为该论文的通讯作者，孙世航助理研究员和团队其他成员参与了本研究。该研究获得了国家自然科学基金面上项目（32472699）、神农种业实验室协同创新项目（SN02-2024-01）、中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-2024-ZFRI）和国家桃产业技术体系（CARS-30）的资助。（通讯员：齐文莉）