细胞壁成分在番茄果实成熟中的关键作用

　　

一项开创性的研究揭示了细胞壁成分在番茄果实成熟中的关键作用。通过研究SlP4H3基因表达改变对阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPs)的影响，研究人员揭示了控制水果成熟的复杂生化过程。

这一发现可能会彻底改变农业实践，为培育质地更好、营养价值更高、适应环境挑战能力更强的番茄品种铺平道路。番茄果实的成熟涉及复杂的生化和结构变化，尤其是细胞壁内的变化，这对果实的最终质地和质量至关重要。

这些变化包括多糖和蛋白质的修饰，但各种细胞壁成分，如阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPs)的具体作用尚不清楚。鉴于这些挑战，开展深入研究以揭示成熟过程中细胞壁内的分子相互作用至关重要。

由波兰科学院农业物理研究所和哈尼亚地中海农艺研究所进行的一项研究(DOI: 10.1093/hr/uhae145)于2024年5月24日发表在《Horticulture Research》上，探讨了AGPs对番茄成熟的影响。利用先进的分子和成像技术，研究人员研究了如何修改负责AGP合成的SlP4H3基因，影响果实成熟过程中细胞壁的完整性。这些发现强调了agp和其他细胞壁成分在保持水果品质方面的重要作用。这项研究集中在SlP4H3基因上，该基因编码脯氨酸羟化酶，这是一种对AGP合成至关重要的酶。改变该基因的表达导致细胞壁结构的显著破坏，特别是在AGPs与其他多糖如高半乳乳酮(HGs)和鼠李糖半乳乳酮I (RG-I)之间的相互作用中。SlP4H3过表达使AGP含量增加，而基因沉默使AGP含量显著降低。这些变化在果实组织中引起了明显的形态改变，特别是在红熟阶段，细胞壁表现出过度膨胀和连续性中断。该研究还将这些结构变化与水果的软化过程联系起来，强调了AGP和果胶相互作用在成熟过程中保持水果硬度和完整性的重要性。

主要作者Nataliia Kutyrieva-Nowak博士说:“我们的研究结果强调了agp和其他细胞壁成分在番茄果实成熟中的关键作用。通过操纵SlP4H3基因，我们证明即使细胞壁结构的细微变化也会显著影响水果的质地和质量。这项研究为改善采后储存和减少水果损失开辟了新的可能性，这是农业的关键问题。”

这项研究的意义是深远的，特别是对提高番茄果实的保质期和质量。了解驱动水果成熟的分子机制可以使农业科学家开发出提高硬度和减少储存过程中腐败的策略。此外，该研究对AGPs作用的见解可能会指导培育质地更好、对环境压力有抵抗力的番茄新品种，这对种植者和消费者都有利。

In vivo and ex vivo study on cell wall components as part of the network in tomato fruit during the ripening process