山东农业大学研究如何提高苹果果实风味品质

山东农业大学教授郝研究了干旱条件下苹果果实糖分积累增加的分子机制，首次揭示了苹果钙依赖蛋白激酶22调节蔗糖转运蛋白2.2的机制及其在干旱条件下的作用。研究成果发表在国际知名学术期刊《植物生物技术期刊》上。

蔗糖是糖料植物应对干旱、洪涝、盐碱等生长环境的重要调节物质。在果树等果树生产中，适度的干旱、盐等环境调节可以促进果实中糖的积累，改善果实的风味和品质。

学者们先前的研究发现，植物中蔗糖的运输主要依赖于蔗糖转运蛋白(SUTs)。同时，干旱、洪涝、盐碱等生长环境通常会引起植物细胞内游离钙离子浓度的升高，进而引起钙调神经磷酸酶B类蛋白(CBL)的变化，与钙依赖蛋白激酶(CIPK)形成CBL-CIPK系统，从而调节钙依赖蛋白激酶催化的蛋白质磷酸化过程，最终调节植物体内的生理生化反应以应对外界环境的变化。然而，钙依赖蛋白激酶是否以及如何调节干旱环境下的糖积累尚不清楚。

郝团队长期从事苹果果实品质形成与调控的研究。在之前的研究中，创新性地揭示了苹果钙依赖蛋白激酶22在果树适应干旱环境中起着关键作用。同时还发现蔗糖转运蛋白2.1和2.2也是苹果果实糖分积累和应对不良生长环境条件的重要影响因素。本实验中，研究组首次以苹果的蔗糖转运蛋白2.2基因和钙依赖蛋白激酶22为研究内容，开展了它们之间的蛋白质互作和磷酸化实验，并通过质谱鉴定了蔗糖转运蛋白2.2的特异磷酸化位点。

结果表明，干旱环境下苹果蔗糖转运蛋白2.1和2.2基因的表达水平明显高于正常环境，蔗糖转运蛋白2.2基因的过量表达促进了糖的积累，其蛋白质结构中的Ser381位点被磷酸化，提高了苹果的耐旱性。在进一步的研究中，本课题组的研究人员还发现，在干旱条件下，苹果的钙依赖蛋白激酶22是蔗糖转运蛋白2.2结构位点磷酸化所必需的，两者的相互作用增加了苹果对干旱的抗性。

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