科学家发现为什么成熟的水果比未成熟的水果更容易感染坏死性病原体

在最近发表在《分子植物》杂志上的一项研究中，研究人员阐明了果实成熟过程中对坏死因子易感性增加的机制，并开发了一种快速策略，在不影响果实质量的情况下提高番茄果实对坏死因子的抗性

乙烯（ET）是成熟的关键信号，茉莉酸（JA）是主要的防御激素。在番茄中，EIL转录因子是ET信号通路的核心。中国科学院遗传与发育生物学研究所（IGDB）的李传友教授的研究小组先前证明，EIL与介导亚基MED25物理相互作用，以协调分级转录级联，促进番茄品质的形成

作为一种在肉质水果物种中广泛存在的现象，成熟的水果比未成熟的水果更容易受到坏死性营养病原体的影响。这种复杂的机制使水果能够保护发育中的种子，促进成熟种子在自然界的传播，但会导致采后生产的严重损失

由于大多数果实质量属性是在成熟过程中决定的，因此在不影响成熟相关质量的情况下培育果实对坏死营养因子的抗性是许多作物面临的主要挑战

研究人员发现，虽然ET的产生是由成熟高度诱导的，但JA-Ile（JA最具生物活性的形式）的水平在这个过程中显著降低。与此一致的是，JA介导的防御反应在成熟过程中减少。进一步的研究表明，EIL直接激活CYP94C1的表达，其蛋白质产物反过来将JA-Ile转化为非活性形式12-COOH JA-Ile，从而减弱果实成熟过程中JA介导的防御

这些结果揭示了CYP94C1在ET介导的成熟和JA介导的防御中的核心作用。植物很可能在种子成熟之前使用JA来保护自己。一旦种子成熟，植物就利用ET来促进品质的形成，并消除JA介导的防御，从而促进种子的传播

引人注目的是，CYP94C1的敲除提高了番茄果实对坏死因子的抗性。重要的是，这种策略不会影响水果的成熟和质量，包括从开花到成熟开始的天数以及糖、酸、番茄红素和抗坏血酸的水平

此外，cyp94c1突变不会对生长和产量产生不利影响