Расшифровка регуляции биосинтеза этилена при созревании бананов

Этилен, ключевой фитогормон, играет жизненно важную роль в созревании климактерических фруктов, таких как бананы. Транскрипционные факторы (TFs), такие как MADS и NAC, могут регулировать ключевые ферменты синтеза этилена — ACC-синтазу (ACS) и ACC-оксидазу (ACO).

Несмотря на обширные исследования, оставался пробел в понимании сложной сети вышестоящих TFs и их каскадного влияния на этот путь.

В сентябре 2023 года журнал Horticulture Research опубликовал статью "MaMADS1–MaNAC083 transcriptional regulatory cascade regulates ethylene biosynthesis during banana fruit ripening."

Основные результаты исследования:

• Выявление ключевых генов: С помощью RNA-seq анализа на разных стадиях созревания были идентифицированы ключевые гены, такие как MaACS1 и несколько генов ACO, экспрессия которых повышалась.
• Роль MaNAC083: С помощью yeast one-hybrid и EMSA-анализов было установлено, что транскрипционный фактор MaNAC083 может напрямую связываться с промоторами этих генов. Во время созревания уровень мРНК MaNAC083 снижался. Транзиентная сверхэкспрессия или сайленсинг MaNAC083 в плодах приводили к замедленному созреванию и снижению продукции этилена, что определило MaNAC083 как негативный регулятор биосинтеза этилена.
• Роль MaMADS1: Параллельно было показано, что транскрипционный фактор MaMADS1 напрямую связывается с промотором MaNAC083 (Y1H, EMSA). MaMADS1 подавляет экспрессию MaNAC083, тем самым способствуя биосинтезу этилена и созреванию.

Таким образом, взаимодействие MaMADS1 и MaNAC083 формирует транскрипционный каскад, который регулирует гены биосинтеза этилена, раскрывая сложный механизм контроля созревания бананов.

Это исследование закладывает основу для дальнейшего изучения процессов созревания фруктов и открывает пути для разработки стратегий по увеличению срока годности и улучшению качества плодов.