柑橘E3泛素连接酶CsRGLG4通过泛素化调控转录因子CsAP2L稳定性增强果实绿霉病抗性的分子机制

柑橘采后绿霉病造成严重经济损失，研究团队通过解析E3泛素连接酶CsRGLG4与转录因子CsAP2L的互作机制，发现CsRGLG4通过泛素化降解CsAP2L动态调控木质素合成与ROS代谢相关基因，首次揭示UPS系统在柑橘采后抗病中的关键作用，为开发新型保鲜技术提供理论依据。

　　

柑橘作为全球重要经济作物，每年因采后病害造成的损失高达30%-50%，其中由指状青霉(Penicillium digitatum)引发的绿霉病占比达90%。传统化学防治面临耐药性和食品安全问题，迫切需要揭示果实天然抗病机制。尽管泛素-蛋白酶体系统(UPS)在植物免疫中作用已被证实，但E3泛素连接酶如何调控柑橘采后抗病仍属空白。西南大学的研究团队通过多组学分析锁定关键E3连接酶CsRGLG4，系统解析了其通过动态调控转录因子CsAP2L稳定性增强抗病性的分子通路。

研究采用酵母双杂交(Y2H)筛选、双分子荧光互补(BiFC)、荧光素酶互补成像(LCI)等技术验证CsRGLG4-CsAP2L互作，通过无细胞降解实验证实泛素化依赖的蛋白降解机制，结合双荧光素酶报告系统(DLR)分析下游基因调控网络。实验材料选用重庆北碚产"锦橙447#"柑橘果实，病原菌为实验室保存的P. digitatum标准菌株。

表达分析揭示CsRGLG4响应病原侵染
RNA-seq和RT-qPCR显示P. digitatum感染后CsRGLG4表达显著上调，SA/JA处理同样诱导其表达，提示该基因参与激素信号通路与免疫防御。

蛋白特性与系统进化分析
CsRGLG4编码358个氨基酸的不稳定蛋白(39.6 kDa)，具有典型RING结构域。系统发育分析显示其与拟南芥AtRGLG4亲缘关系最近，暗示功能保守性。

E3连接酶与转录因子的互作验证
Y2H初筛发现CsAP2L是CsRGLG4的潜在互作蛋白，通过BiFC在烟草叶片中观察到荧光信号，LCI检测到显著的荧光素酶活性，GST pull-down进一步证实二者直接结合。

泛素化介导的蛋白稳定性调控
体外降解实验显示CsRGLG4显著促进CsAP2L降解，且该过程依赖26S蛋白酶体。泛素化检测发现CsRGLG4可催化CsAP2L的多聚泛素化修饰，K48连接型泛素链提示降解信号。

抗病表型与分子机制解析
瞬时过表达CsRGLG4显著增强柑橘抗病性，而共表达CsAP2L呈现"先抑制后增强"的动态效应。DLR实验证实CsRGLG4抑制CsAP2L对木质素合成酶基因(如PAL、4CL)和ROS代谢基因(CAT、SOD)的转录激活，这种调控与病程中不同防御阶段的需求相符。

该研究首次阐明E3连接酶通过平衡转录因子稳定性调控柑橘采后抗病性的新模式：病原侵染早期，CsRGLG4通过适度降解CsAP2L避免过度防御消耗；感染后期则通过增强木质素沉积和ROS爆发强化抗病。这种精确的时空调控机制为开发基于UPS的采后病害靶向干预策略提供了新思路，相关成果发表于《Postharvest Biology and Technology》。研究不仅填补了果实免疫调控的理论空白，其发现的CsRGLG4-CsAP2L模块更可作为分子标记用于抗病品种选育，具有重要的理论和应用价值。