蘋果（Malus domestica）是全球廣泛消費的溫帶水果，富含礦物質和維生素。其品種多樣，果實品質因進化而異，體現出顯著的物種多樣性。蘋果風味由糖分、酸度和色澤共同決定，其中酸度尤為關鍵。蘋果中約85%的有機酸為蘋果酸，不僅影響風味，還參與調節液泡pH、抗重金屬毒性、促進養分吸收、調控氣孔開閉及多種代謝通路的整合，具有重要的生理功能。

植物激素在蘋果果實發育中發揮核心調控作用。生長素促進細胞分裂與伸長，細胞分裂素調節細胞數量，脫落酸（ABA）參與種子發育、果實脫落及抗逆反應，乙烯則主導果實成熟。果實發育過程中，激素動態變化伴隨蘋果酸動態積累，提示二者可能存在調控關聯。盡管乙烯和ABA對果實成熟與品質形成的作用已被廣泛研究，生長素在果實早期發育及其調控蘋果酸積累方面的機制仍不清晰。因此，深入探究生長素與蘋果酸之間的關系，對于揭示蘋果果實品質形成的分子機制具有重要意義。

近日，山東農業大學園藝科學與工程學院蘋果果實品質生物學與營養健康團隊聯合美國康奈爾大學和山東省果樹研究所在The Plant Cell期刊上發表了題為“MdARF16/17 Link Auxin Signaling to Ma1-Independent Control of Vacuolar Malate Transport in Apple.”(https://doi.org/10.1093/plcell/koae106)的研究論文，揭示了生長素信號調控蘋果果實酸度的分子機制。

本研究在‘嘎啦’(Ma1ma1)ב藤牧一號’(Ma1Ma1)蘋果雜交后代及果實發育過程中發現，生長素水平與蘋果酸（主要有機酸）含量在Ma1Ma1和Ma1ma1基因型中均呈顯著負相關關系，生長素抑制蘋果酸積累不依賴于控制蘋果酸度的主效位點Ma1。進一步通過分離群體分組分析法（BSA）與轉錄組測序（RNA-seq），鑒定出兩個生長素響應因子MdARF16和MdARF17作為關鍵調控因子抑制蘋果酸積累。功能驗證表明Ma1同源蛋白MdALMT9L和多藥及毒性化合物外排蛋白MdMATEL2是液泡膜定位的蘋果酸轉運蛋白，生長素抑制MdALMT9L和MdMATEL2基因的表達，而對Ma1無影響。在‘魯麗’（雜交后代品種）蘋果中進行機制分析表明，MdARF16和MdARF17協同作用，直接結合MdALMT9L和MdMATEL2的啟動子并抑制其轉錄阻礙蘋果酸由細胞質向液泡的轉運從而降低蘋果酸含量。綜上，本研究揭示了一條獨立于Ma1的生長素-MdARF16/17調控通路，該通路通過調控由胞質到液泡的蘋果酸轉運控制果實酸度，為基于生長素信號調控果實有機酸性狀提供了新的分子機制框架。

生長素信號調控蘋果果實酸度的分子模型

山東農業大學博士后王楚堃為本文第一作者。山東農業大學園藝科學與工程學院胡大剛教授為通訊作者；美國康奈爾大學程來亮教授、園藝科學與工程學院陳學森教授及山東省果樹研究所李林光研究員為共同通訊作者。山東農業大學園藝科學與工程學院魏萌萌博士、肖凡碩士、劉小龍博士、杜連達博士、趙玉文博士、韓朋良副教授、王楠教授、趙婷婷副教授，美國康奈爾大學Miguel A. Pi?eros教授、蔡怡澤博士、張孟夏博士后，以及山東省果樹研究所何曉雯副研究員、王海波副研究員、王森副研究員等參與本研究工作。本研究得到教育部山東省高校青年教師科研創新能力支持計劃部省聯動試點項目（U40）、國家自然科學基金面上項目、國家重點研發計劃、山東省泰山學者特聘專家項目、山東省泰山學者青年專家項目、山東省重點研發計劃及山東省博士后創新種子培養計劃等項目的資助。

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波