陕西
草莓果实成熟是一个高度复杂的生物学过程，该过程伴随果实糖含量、有机酸含量及花青素含量等核心品质性状的动态重塑。其中，有机酸（主要是柠檬酸和苹果酸）的含量是决定果实口感风味的核心指标。草莓作为一种非呼吸跃变型果实的代表，其风味受糖酸比的严格调控。通常情况下，有机酸在草莓发育早期积累，在果实转色和成熟期逐渐下降。虽然乙烯一直被认为主要调节跃变型果实的成熟，但近年来的研究发现，乙烯信号在草莓等非跃变型果实的品质形成中同样发挥重要作用。然而，乙烯究竟如何精确调控草莓果实中柠檬酸和苹果酸等有机酸的代谢，其背后的分子机制仍未得到充分解析。
近日，扬州大学生利霞教授团队在Plant Physiology上在线发表了题为Ethylene regulates organic acid metabolism in strawberry via the transcriptional and protein interactions involving the FaMAP3K–FaERF13–FaKAT module的研究论文，揭示了乙烯信号通过FaMAP3K–FaERF13–FaKAT模块调控草莓果实有机酸（柠檬酸与苹果酸）代谢的分子机制，从转录和翻译后修饰两个维度阐明了乙烯如何调控草莓成熟过程中的有机酸稳态。
该研究发现，乙烯响应因子FaERF13作为核心转录因子，可直接结合FaKAT的启动子并抑制其表达，进而促进草莓果实总有机酸积累。通过对红色草莓栽培品种‘红颜’（Benihoppe）与白色栽培品种‘白雪公主’（Snow Princess）进行比较分析发现，该调控通路在不同草莓品种中具有保守性。酵母双杂交（Y2H）、免疫共沉淀（Co-IP）和双分子荧光互补（BiFC）实验结果证实，丝裂原活化蛋白激酶FaMAP3K与FaERF13存在蛋白互作；草莓与烟草异源体系的功能验证进一步表明，FaMAP3K可增强FaERF13对FaKAT的转录抑制作用，最终通过形成级联信号通路实现对草莓果实有机酸（柠檬酸和苹果酸）稳态的精细调控。
综上所述，该研究首次在非跃变型果实中建立了一套从乙烯信号到有机酸分解代谢的完整信号通路。FaMAP3K–FaERF13–FaKAT模块如同一个“代谢调节变阻器”，精准控制着草莓成熟过程中的糖酸平衡。这一发现不仅为理解果实发育生物学提供了新视角，也为草莓果实品质改良及延长采后保鲜期提供了精确的分子靶点。
扬州大学青年教师于建强副教授为论文第一作者，生利霞教授为通讯作者，硕士研究生段昌旭、刘冰心及已毕业研究生李兆亭参与了研究工作。本研究得到江苏省自然科学基金、江苏省生物育种钟山实验室项目和国家自然科学基金项目的资助。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiag489
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