北京
山东农业大学教授胡大刚(右二)在讲解苹果软化机制。 受访者供图
是什么导致了苹果软化？如何破解该难题？针对这些问题，山东农业大学教授胡大刚课题组于近日给出了解答。该课题组在国际上首次发现了苹果果实软化的重要调节因子——非共生血红蛋白MdHb1，并发现是其催化了原果胶向可溶性果胶转化，从而揭开了果实软化的关键机制。这一成果日前发表在国际学术期刊《自然·植物》上。
苹果软化是指苹果果实硬度降低、质地变软的现象。胡大刚介绍，软化的苹果不仅容易受到机械损伤，在运输和贮藏过程中也容易腐烂。研究数据显示，我国每年因果实软化导致的苹果滞销损失超过15亿元，相当于倒掉3000万箱红富士。
如何破解苹果软化难题？该课题组试图找到调控苹果果实硬度的分子机理，打赢这场无声的“战役”。
通过研究苹果果实采摘后不同贮藏阶段的变化，胡大刚团队检测到D-半乳糖醛酸(D-GalUA)和D-葡萄糖醛酸(D-GlcA)这两种代谢产物发生了显著变化，并且它们与一个关键的Ⅰ类非共生血红蛋白MdHb1相关。
胡大刚团队的这一研究首次发现了非共生血红蛋白MdHb1催化原果胶向可溶性果胶转化，从而揭开果实软化的关键机制。同时，团队首次鉴定了D-GlcA和D-GalUA为苹果软化的标志代谢物。此外，团队还首次揭示了D-GlcA和D-GalUA介导的转录因子MdMYB2/MdNAC14/MdNTL9-MdHb1模块在果实软化中的负反馈调控作用。
胡大刚表示，上述研究成果能为精准调控果实品质、延长水果保鲜期提供全新靶点。
《自然·植物》评审专家认为，研究通过多层次创新，突破了果实软化机制的固有认知，实现了从关键基因、代谢标志物到调控网络的全链条解析，兼具科学价值与应用潜力。这一成果不仅为苹果采后保鲜技术研发提供了理论依据，也为其他园艺作物的品质改良研究开辟了新思路。
10余年来，胡大刚团队初步解析了葡萄糖信号调控苹果色泽的分子机制，构建了山梨醇、硝酸盐和乙烯调控苹果果实酸度的调控网络，挖掘了调控苹果果实硬度的新的靶基因和关键代谢物。基于这些苹果果实品质理论研究成果，胡大刚团队已经初步构建了苹果果实品质调控的遗传密码图，为苹果产业的可持续发展贡献了力量。(记者 王延斌)
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