甜樱桃果实中PavDREB2A介导细胞壁降解激活的结构与功能解析

《Horticulture Research》：Structural and functional insights into PavDREB2A-mediated activation of cell wall degradation in Prunus avium fruits

　　

摘要

甜樱桃（Prunus avium）果实极易采后软化，造成严重的经济损失。这一过程由细胞壁组分的降解所驱动，但其转录调控机制尚不明确。本研究探讨了两种不同硬度水平的甜樱桃品种中果实细胞壁的差异化降解过程。我们鉴定到一个APETALA2/乙烯响应因子（AP2/ERF）家族基因PavDREB2A，该基因仅在低硬度品种的成熟过程中特异性表达。表型和转录组分析证实了该基因在降低细胞壁完整性和果实硬度方面的作用。通过整合转录组学、DAP-seq和AlphaFold3筛选，我们鉴定出四个细胞壁修饰基因（PG2、MAN7、EXP1、EXP4）作为PavDREB2A的潜在靶基因。双荧光素酶报告、酵母单杂交和EMSA实验表明，PavDREB2A通过与启动子区域中的DRE 顺式元件结合，直接激活这些基因的表达。AlphaFold3结构预测表明，PavDREB2A的AP2/ERF结构域中六个精氨酸对其结合和转录活性至关重要。我们的研究结果揭示了一条由PavDREB2A介导的转录调控通路，该通路促进成熟过程中细胞壁的解离。本研究为果实质构调控提供了机制层面的见解，并为培育具有更高硬度和更长货架期的甜樱桃品种提供了潜在的分子靶点。