多组学联合解析甜瓜果实成熟期蔗糖积累的分子机制及关键调控因子

为解决甜瓜果实成熟过程中蔗糖积累调控机制不明的问题，温州农业科学院团队通过整合代谢组、转录组和植物激素分析，揭示SPS/SPP酶活性升高、关键代谢物(如UDPG、Suc-6-P )与转录因子(CmERF022 、CmNAC79 )的协同作用驱动蔗糖积累，为甜瓜品质改良提供理论依据。

　　

甜瓜（Cucumis melo
）作为高经济价值的葫芦科作物，其果实甜度直接影响商业价值。然而，果实成熟过程中蔗糖快速积累的分子机制长期不明，尤其对关键酶活性、激素调控网络及多组学协同作用的认知存在空白。温州农业科学院团队在《Food Bioscience》发表的研究，通过创新性整合生理指标测定、广靶代谢组（检测877种差异代谢物）、转录组（分析14,350个差异基因）和激素检测技术，系统揭示了甜瓜"CX"品系果实成熟期蔗糖主导的糖分积累规律。

研究采用四阶段采样策略（10-40 DAP），结合qRT-PCR验证、WGCNA共表达网络构建等关键技术。样本来自温州农业科学院试验基地的标准温室栽培群体，确保数据可比性。

蔗糖积累与果实成熟正相关
生理测定显示，40 DAP时蔗糖含量达65.26 mg g^-1
，显著高于葡萄糖(23.12 mg g^-1
)和果糖(18.50 mg g^-1
)。SPS和SPP酶活性在成熟后期激增，与蔗糖积累曲线高度吻合，证实其为蔗糖合成的关键限速酶。

多组学揭示核心代谢通路
代谢组发现"淀粉和蔗糖代谢"通路显著富集，检测到葡萄糖-1-磷酸、UDPG等前体物质的动态变化。转录组进一步显示40%差异基因富集于"植物激素信号转导"和糖代谢通路，暗示激素-基因互作网络的核心地位。

激素与转录因子协同调控
与ABA相比，生长素和乙烯对蔗糖积累的调控更显著。通过多组学整合锁定CmERF022
、CmNAC79
等4个转录因子，其表达模式与蔗糖合成基因(CmSPS1
)及代谢物积累高度相关，构成级联调控网络。

该研究首次绘制甜瓜蔗糖积累的多维度调控图谱，突破性地阐释了代谢物-酶-基因-转录因子的四维互作机制。不仅为分子育种提供靶点（如CmNAC79
的遗传操作），其建立的跨组学分析方法更为其他非模式作物的品质研究提供范式。温州团队构建的公开数据库(PRJNA1034226)将加速甜瓜功能基因组学研究进程。