苹果（Malus domesticaBorkh.）是全球广泛消费的温带水果，富含矿物质和维生素。苹果风味由糖分、酸度和色泽共同决定，其中酸度尤为关键。苹果中约85%的有机酸为苹果酸，不仅影响风味，还参与调节液泡pH、抗重金属毒性、促进养分吸收、调控气孔开闭及多种代谢通路的整合，具有重要的生理功能。植物激素在苹果果实发育中发挥核心调控作用，其中脱落酸（ABA）参与种子发育、果实脱落及抗逆反应。果实发育过程中，激素动态变化伴随苹果酸动态积累，提示二者可能存在调控关联。然而，ABA在调控苹果酸积累方面的机制仍不清晰。因此，深入探究ABA与苹果酸之间的关系，对于揭示苹果果实品质形成的分子机制具有重要意义，也为果树分子育种及果实品质改良提供理论支撑。
近日，园艺科学与工程学院苹果果实品质生物学与营养健康团队在New Phytologist期刊上发表了题为“MdARF2-mediated ABA signaling orchestrates malate biosynthesis and transport via repression of MdcyMDHand MdMATEL1in apple” (https://doi.org/10.1111/nph.70259) 的研究论文，揭示了ABA信号调控苹果果实酸度的分子机制。
该研究表明，在苹果杂交群体中，MdARF2的表达水平与苹果酸积累呈显著负相关，MdARF2-RNAi转基因株系中的苹果酸含量显著高于对照。进一步在拟南芥中验证发现，arf2-7突变体中苹果酸含量升高，而在该突变背景中过表达MdARF2可恢复其野生型表型，表明ARF2作为苹果酸积累的负调控因子具有保守功能。生化实验证实，MdARF2可直接结合苹果酸转运蛋白MdMATEL1和细胞质苹果酸合成关键酶MdcyMDH的启动子区域，抑制其转录，从而降低苹果酸的积累。此外，杂交群体中ABA浓度变化与MdARF2的表达趋势一致，且与苹果酸含量呈负相关关系。外源施加ABA 可显著降低果实和愈伤组织中的苹果酸含量，伴随着MdcyMDH和MdMATEL1表达的下调及MdARF2表达的上调。GUS活性检测进一步证实ABA可增强MdARF2对MdcyMDH与MdMATEL1的转录抑制作用。在ABA处理背景下沉默MdARF2能阻碍ABA对苹果酸积累的负调控效应。综上所述，该研究阐明了ABA信号通过“MdARF2–MdcyMDH/MdMATEL1”模块抑制苹果酸合成与转运的机制，为解析激素信号调控果实有机酸代谢提供了新的理论依据。
础叠础信号调控苹果果实酸度的分子模型
蜜桃视频一区二区园艺科学与工程学院王楚堃博士为论文的第一作者，胡大刚教授为论文通讯作者。团队成员肖凡硕士、魏萌萌博士、杜连达博士、向莹博士和马昌宁博士，蜜桃视频一区二区顾凯迪博士，美国康奈尔大学程来亮教授、Miguel A. Pi?eros教授和蔡怡泽博士，山东省葡萄研究院李科研究员等参与了此项研究。该研究在国家自然科学基金优秀青年基金等项目资助下完成。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
