猕猴桃AcEGY3基因自然变异通过调控叶绿体ROS稳态赋予耐热性的分子机制

本研究揭示了猕猴桃耐热性的遗传基础，研究人员通过图位克隆发现AcEGY3基因启动子区的自然变异（NV）通过调控叶绿体活性氧（ROS）稳态和逆行信号传导，显著增强猕猴桃对高温胁迫的适应性。该研究解析了转录因子AcGATA1与AcHSFA2-2协同激活AcEGY3表达的分子机制，为猕猴桃耐热品种选育提供了重要靶点。

　　

在全球气候变暖背景下，高温胁迫已成为制约猕猴桃产业发展的关键因素。作为典型的温带果树，大多数猕猴桃品种（如中华猕猴桃A. chinensis）对高温敏感，叶片卷曲、光合抑制和果实品质下降等问题频发。然而，野生种毛花猕猴桃（A. eriantha）中部分株系却表现出显著耐热性，这种表型差异的遗传机制长期未被阐明。

安徽农业大学的研究团队通过比较耐热品种HY0809（A. chinensis）和热敏感株系MH-Z11（A. eriantha），发现两者在40°C处理8小时后存活率差异达80% vs 20%。利用图位克隆技术，研究团队在染色体2上定位到一个380kb的关键区间，其中AcEGY3基因的表达水平与耐热性呈正相关。该基因编码的叶绿体定位蛋白通过稳定Cu/Zn-SOD2（CSD2）促进H₂O₂积累，进而激活热激蛋白（HSPs）等核基因表达。

研究采用的主要技术包括：1）基于GradePool-seq的BSA测序和QTL定位；2）启动子活性分析（双荧光素酶报告系统）；3）蛋白互作验证（Co-IP和LCI）；4）转基因功能验证（过表达和RNAi）；5）ROS动态监测（BES-H₂O₂-Ac探针）。实验材料涵盖6个猕猴桃物种的栽培种和野生种。

Map-based cloning of the thermotolerance-promoting gene AcEGY3
通过构建HY0809×MH-Z11的回交群体，结合BSA测序锁定AcEGY3为候选基因。qRT-PCR显示热胁迫下HY0809中AcEGY3表达量是MH-Z11的3倍，其编码蛋白与CSD2互作维持叶绿体ROS稳态。

AcEGY3 promoter contains a GATA binding site
启动子比较发现HY0809特有492bp插入片段含GATA结合位点（TGATAG），电泳迁移率实验（EMSA）证实转录因子AcGATA1特异性结合该位点。在毛花猕猴桃自然群体中，携带该变异的株系（如MH-JX02）耐热性显著提升。

AcGATA1 possibly interacts with AcHSFA2-2
双荧光素酶报告系统显示AcHSFA2-2通过结合保守的H-box（TTCTAGAC）激活AcEGY3基础表达，而AcGATA1协同作用使转录活性提升4倍。H₂O₂处理诱导AcHSFA2-2寡聚化，形成正向调控环路。

The GATA-box natural variation is present in the EGY3 promoters
该变异在中华猕猴桃、美味猕猴桃（A. deliciosa）中保守存在，但在软枣猕猴桃（A. arguta）中缺失，与物种耐热性分布规律一致。

这项研究首次阐明了猕猴桃耐热性的自然变异分子机制：AcGATA1-AcHSFA2-2转录复合物通过GATA-box增强AcEGY3表达，进而调控叶绿体H₂O₂介导的逆行信号通路。该发现不仅为理解植物环境适应性提供了新视角，更为分子标记辅助育种提供了精准靶点——在杂交育种中，GATA-box可作为耐热性状的分子标记，加速猕猴桃品种改良进程。