近日，果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室伊华林、吴巨勋老师课题组研究成果以“transcription factor csmyb77 negatively regulates fruit ripening and fruit size in citrus”为题在plant physiology发表。研究揭示了转录因子csmyb77通过调控sinat4和pin5分别参与脱落酸（aba）和生长素信号通路的调控，从而实现负调控柑橘果实成熟和果实大小的分子机制。
我国柑橘以鲜食为主，未来我国柑橘品种改良将朝着优质、多样化方向发展，熟期多样化表现在早、中、晚熟品种合理搭配，全年鲜果均衡供应。目前我国柑橘的成熟期依然较集中，优质特早熟和晚熟品种较少是主要原因；果实大小是影响柑橘产量和品质的重要指标之一，该性状对柑橘经济效益起着重要作用，但是目前对于柑橘果实大小和熟期调控机制的认识依然比较浅薄，调控手段也比较有限。因此，挖掘柑橘果实大小和熟期调控关键基因资源，解析柑橘果实大小和熟期分子调控机制，对加速优质柑橘分子育种具有重要的意义。
研究人员始终专注于柑橘果实重要性状形成的调控机制研究，其中柑橘果实熟期性状形成是重点研究方向。在前期研究中，课题组基于晚熟脐橙芽变材料，通过转录组学鉴定出了一个差异表达的转录因子csmyb77 (wu et al., 2016)。在番茄中异源超量表达csmyb77可显著延迟番茄果实成熟3-5天，与野生型番茄相比，超表株系果实aba含量显著降低。之后，在山金柑中超量表达csmyb77，也得到了相同的结果，与野生型山金柑果实相比，csmyb77超表达株系果实成熟期显著延迟20-40天，而且aba含量显著降低；与异源表达番茄表型不一致的是，发现本源超表csmyb77还可显著减小山金柑果实大小。
图1 csmyb77调控柑橘果实成熟和果实大小的分子机制
为了解析其中的分子机制，通过dap-seq测序和体内外互作实验（luc，y1h和emsa），该研究鉴定到两个受csmyb77调控的下游靶基因sinat4与pin5。进一步，研究通过瞬时遗传转化山金柑和番茄初步揭示了两个靶基因的功能，在番茄与山金柑里瞬时超表cssinat4可显著促进果实成熟；瞬时超表cspin5则可显著降低山金柑果实大小。经研究发现，csmyb77可负调控e3泛素连接酶基因sinat4的表达，继而sinat4通过调控free1和vps23a蛋白来间接调控aba受体蛋白pyr1/pyl4的丰度，进而参与aba合成及信号转导通路的调控，从而参与调控果实成熟；而pin5则是被csmyb77激活上调表达，从而介导降低细胞内free-iaa的含量，通过调控生长素体内平衡及信号转导来调控柑橘果实大小。
研究揭示了myb77-sinat4/pin5-aba/auxin调控模型参与调控柑橘果实成熟与果实大小的分子机制，为柑橘优质、多熟期分子育种提供了理论依据及优良基因资源。
华中农业大学园艺林学学院博士研究生张力为论文第一作者，果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、我校园艺林学学院伊华林教授和吴巨勋副教授为论文共同通讯作者，已毕业研究生郑赛赛、徐阳和李艳婷以及在读硕士研究生赵珍梅和陈美玲参与了研究，杨海健副研究员也参与指导了相关工作。本研究得到了国家自然科学基金项目(32172524)、国家现代柑橘产业技术体系(cars-26)等项目的资助。