原创微文，欢迎转发转载！
糖分含量是决定草莓（Fragaria × ananassa）果实品质的核心指标之一，不仅直接影响甜度和风味感知，也关系到消费者接受度和市场价值。在草莓成熟过程中，蔗糖、葡萄糖和果糖等可溶性糖的动态积累，是果实品质形成的重要生理基础。近年来，随着果实品质育种和代谢工程研究的发展，解析果实糖代谢调控机制已成为园艺植物研究的重要方向。已有研究表明，糖代谢不仅依赖蔗糖合成酶、转化酶等关键代谢酶活性，还受到复杂转录调控网络的精细控制。DOF（DNA binding with one finger）转录因子家族是植物特有的一类锌指转录因子，广泛参与碳代谢、种子发育、激素响应及逆境适应等过程。然而，在草莓果实中，DOF转录因子如何协调糖代谢与可溶性糖积累，相关分子机制仍不清楚。
近日，安徽农业大学赵静副教授、方从兵教授团队在Plant Journal杂志发表了题为The FaDOF1.7-FaDOF1.5 module orchestrates soluble sugar accumulation in strawberry fruit的研究论文。该研究系统解析了FaDOF1.7与FaDOF1.5转录因子协同调控草莓果实糖代谢的分子机制，揭示二者通过激活蔗糖裂解相关基因促进葡萄糖、果糖及总可溶性糖积累，为草莓品质改良与代谢工程提供了新的理论基础。
研究人员首先比较分析了高糖草莓品种“宁丰”和低糖品种“嘎玛”在不同发育阶段的转录组数据，从中筛选到与糖含量显著相关的候选转录因子FaDOF1.7。FaDOF1.7属于DOF家族转录因子，定位于细胞核，在果实发育早期以及匍匐茎（stolons）中高表达。这一表达模式提示其可能参与植物碳分配及果实糖积累调控过程。
为了验证FaDOF1.7功能，研究进一步开展瞬时过表达和病毒诱导基因沉默（VIGS）实验。结果发现，FaDOF1.7过表达能够显著提高果糖、葡萄糖及总可溶性糖含量，而沉默FaDOF1.7则产生相反效应。进一步研究表明，FaDOF1.7能够激活三个关键糖代谢基因：蔗糖合成酶基因FaSUS1、FaSUS2以及细胞壁转化酶基因FaCWINV1。这些基因参与蔗糖裂解过程，可将蔗糖转化为葡萄糖和果糖，从而促进单糖积累，提高果实甜度。
研究进一步发现，FaDOF1.7能够与另一DOF转录因子FaDOF1.5发生物理互作。双荧光素酶（dual-luciferase）和β-葡萄糖醛酸苷酶（β-glucuronidase, GUS）实验表明，FaDOF1.5与FaDOF1.7协同增强对目标基因启动子的结合能力，从而显著提高FaSUS1、FaSUS2和FaCWINV1的转录活性。这一结果说明，FaDOF1.5和FaDOF1.7并非独立发挥作用，而是形成协同转录调控模块，共同调节糖代谢过程。
生化实验进一步验证，FaDOF1.5能够直接结合FaSUS1、FaSUS2和FaCWINV1启动子中的AAAG/CTTT顺式作用元件。这一结果说明，FaDOF1.5作为核心DNA结合因子，能够直接介导糖代谢相关基因表达，从而调控果实糖分积累。研究进一步构建了草莓和番茄稳定转基因材料。结果发现，无论过表达FaDOF1.5还是FaDOF1.7，均会降低蔗糖含量，但显著提高葡萄糖、果糖及总可溶性糖含量。值得注意的是，这种糖代谢改变并未影响果实成熟进程或果实表型，说明FaDOF1.5和FaDOF1.7主要特异性参与糖代谢调控，而不会干扰整体果实发育。这一结果对于果实品质定向改良具有重要意义。
综上所述，该研究系统揭示了FaDOF1.5-FaDOF1.7转录调控模块在草莓果实糖积累中的核心作用，阐明了其通过促进蔗糖裂解和单糖积累提高果实甜度的分子机制。从植物代谢调控角度来看，该研究深化了对果实糖代谢转录调控网络的认识，说明果实甜度形成并非简单依赖糖运输和积累，而是受到多层级转录调控机制精细控制。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70915
本文由本公众号翻译，内容以原文为准，仅用于学术分享。若有侵权，请联系小编删除或修改！
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
