近日，Plant Biotechnology Journal在線發(fā)表了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)胡大剛教授團隊題為The MdERF17–MdbHLH149 Module Mediates Ethylene-Induced Starch Degradation Through the Transcriptional Repression of α-Amylase MdAMY1 in Apple的研究成果。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生肖凡和生命科學(xué)學(xué)院博士后王楚堃為論文并列第一作者，胡大剛教授為論文獨立通訊作者。

系統(tǒng)解析乙烯介導(dǎo)的淀粉降解調(diào)控通路，鑒定其中的關(guān)鍵調(diào)控因子及其相互作用關(guān)系，對于深入理解果實成熟機制和提升果實品質(zhì)具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

該研究表明，在蘋果果實成熟期，乙烯含量與淀粉積累水平呈顯著負相關(guān)。通過對果實成熟過程和1-MCP處理的轉(zhuǎn)錄組進行聯(lián)合分析，鑒定出一個調(diào)控淀粉降解的α-淀粉酶基因MdAMY1。通過在蘋果中構(gòu)建沉默/過表達材料，發(fā)現(xiàn)MdAMY1正調(diào)控淀粉的降解。進一步分析證實bHLH轉(zhuǎn)錄因子MdbHLH149可直接結(jié)合MdAMY1啟動子并抑制其轉(zhuǎn)錄。MdERF17作為乙烯的負響應(yīng)因子與MdbHLH149進行相互作用并增強其對MdAMY1的轉(zhuǎn)錄抑制。

該研究闡明了乙烯通過MdERF17–MdbHLH149-MdAMY1模塊調(diào)控蘋果果實淀粉降解，促進淀粉向可溶性糖轉(zhuǎn)化的分子機制；為解析激素信號調(diào)控果實碳水化合物代謝提供了新的理論依據(jù)，同時為蘋果分子育種提供全新靶點；即抑制MdERF17/MdbHLH149或增強MdAMY1可培育更甜果實，反之可延長貯藏期。

乙烯信號調(diào)控蘋果果實淀粉降解的分子模型