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综述:赤霉素与其他激素在果实成熟调控中的相互作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月02日 来源:Horticultural Plant Journal 5.7
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这篇综述系统阐述了赤霉素(GAs)在果实成熟中的多维度调控机制,重点解析了其通过GA20ox/GA3ox/GA2ox通路动态调节活性GA水平,与乙烯(ET)、脱落酸(ABA)等激素互作调控细胞壁降解、色素代谢和风味形成的分子网络,为通过GA途径优化果实品质和采后保鲜提供了理论依据。
赤霉素(GAs)作为四环二萜类植物激素,参与种子萌发、茎秆伸长、花果发育等过程。果实成熟是由激素网络、转录因子和表观遗传共同调控的复杂过程。虽然乙烯(ET)在跃变型果实成熟中起核心作用,但其他激素如GA的调控机制尚不明确。最新研究表明,GA通过生物合成、信号转导及多激素协同作用,在果实成熟和品质调控中发挥关键作用。
果实成熟伴随软化、变色、酸度下降和甜度增加等生理生化变化。跃变型果实(如番茄、香蕉)成熟依赖ET自我催化机制,而非跃变型果实(如草莓、葡萄)主要由ABA调控。GA通过抑制ET合成延缓跃变型果实成熟,同时通过调控细胞伸长影响非跃变型果实发育。
成熟过程中内源GA水平显著降低,GA20ox/GA3ox促进活性GA合成,GA2ox催化GA失活。番茄中SlGA2ox1过表达加速成熟,而SlCDF4通过激活SlGA20ox1/SlGA3ox1延缓成熟。DELLA蛋白作为GA信号核心负调控因子,通过结合JAZ蛋白释放MYC2,或抑制BZR1/BES1转录活性,整合多种激素信号。
3.1. Softening
GA处理通过下调PG2a、PL等细胞壁降解酶基因维持果实硬度。草莓中GA3抑制苯丙氨酸解氨酶(PAL),猕猴桃中抑制β-Gal、XTH等基因表达。
3.2. Color
GA调控番茄SlPRE2抑制叶绿素和类胡萝卜素合成,草莓中却促进花青素积累。SlNAP1通过调控SlNYC1、SlPSY1等色素代谢基因影响果实着色。
3.3. Flavor
GA维持柠檬酸/苹果酸水平,抑制DkFBA1减少果糖消耗。猕猴桃中GA下调LACS、ADH等香气合成基因表达。
GA通过抑制ACS2/ACO1等ET合成基因及ETR3/EIN2等信号元件延缓成熟。SlGASA1与FUL1互作抑制ET生物合成,而DkERF38激活ACC外排转运。
GA通过抑制GH3基因维持生长素(IAA)水平,调控AAO1-like和PP2C影响ABA信号。西瓜中ClSnRK2.3磷酸化ClGA20ox降低GA含量,无花果中GA3调节FcJAZs家族基因参与JA信号。
GA通过"合成-失活"动态平衡精确调控成熟进程,其与ET的"双因子开关"模型为多激素协同调控提供范式。未来需解析GA受体识别机制、环境响应规律,为精准调控果实品质提供新策略。
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