高温与干旱胁迫下内源ABA和ETH调控枣果花青素生物合成的分子机制

本研究通过整合转录组与代谢组分析，揭示了高温和干旱胁迫下内源脱落酸(ABA)和乙烯(ETH)通过植物激素信号转导途径调控'灵武长枣'花青素合成的分子机制，发现ZjABI5和ZjEIN3作为核心基因通过调控MYB/bHLH转录因子及ZjCaM1-ZjMYB108级联反应影响花青素合成，为气候变化影响果实着色提供了理论框架。

　　

Highlight

全球变暖背景下，高温与干旱胁迫显著改变'灵武长枣'内源激素水平，影响其果实品质形成。本研究通过多组学联合分析，首次阐明ABA和ETH通过激活植物激素信号通路（涉及ZjABI5/ZjEIN3核心基因）调控花青素合成的双轨机制：直接激活MYB/bHLH转录因子，间接触发ZjCaM1-ZjMYB108转录级联，如同"分子开关"精准调控果实着色。

Background

全球变暖已成严峻环境问题。《2023气候变化综合报告》显示，2011-2020年全球气温较工业革命前升高1.09°C，预计205年将达1.5°C阈值。中国作为升温显著区域，亟需探究气候变化对果树生理的影响机制。

Plant Materials and Abiotic Stress Treatments

实验在宁夏大学试验农场（北纬38.78°，东经106.07°）开展，该地区属中温带干旱气候，年均日照2866.7小时，昼夜温差达14°C。采用灌溉淤泥土，参照前期研究(Ma et al., 2022; Wang et al., 2024)设计温度与水分双因素胁迫实验。

The physiological response and biochemical changes

高温显著促进ABA、ETH、黄酮及花青素积累（P<0.05），干旱则呈现"双刃剑"效应：抑制苯丙氨酸解氨酶(PAL)和二氢黄酮醇还原酶(DFR)活性，却激活ACC合成酶(ACS)。温度与干旱互作效应如同"分子交响乐"，协同调控代谢酶活性。

Discussion

与常规认知不同，本研究发现高温会抑制干旱诱导的ETH积累——这种"激素拮抗"现象在鳄梨(Persea americana)和'京白梨'中亦有报道，暗示植物存在气候适应的物种特异性策略。

Conclusions

研究揭示ABA/ETH通过"转录因子双轨调控"模式介导花青素合成：ZjABI5/ZjEIN3作为"指挥中枢"，MYB-bHLH复合体充当"执行单元"，而ZjCaM1-ZjMYB108级联则是"信号放大器"，这一发现为应对气候变化的果树品质育种提供新靶点。