科技日报记者 王延斌
苹果软化是什么？是什么导致了苹果软化？如何破解该难题？针对这些问题，山东农业大学胡大刚教授课题组于近日给出了解答。该课题组在国际上首次发现了苹果果实软化的重要调节因子—非共生血红蛋白MdHb1，其催化了原果胶向可溶性果胶转化，从而揭开果实软化的关键机制。上述成果近日发表于国际学术期刊《自然·植物》上。
苹果软化是指苹果果实硬度降低，质地变软的现象。胡大刚表示，软化的苹果更容易受到机械损伤，且在运输和贮藏过程中容易腐烂。研究数据显示，“我国每年因果实软化导致的苹果滞销损失超过15亿元，相当于倒掉3000万箱红富士”。
如何破解苹果软化难题？该课题组试图找到调控苹果果实硬度背后的分子机理，打赢这场无声的“战役”。
通过研究苹果果实采后不同贮藏阶段的变化，胡大刚团队检测到D-半乳糖醛酸（D-GalUA）和D-葡萄糖醛酸（D-GlcA）这两种代谢产物发生了显著变化，并且它们与一个关键的1类非共生血红蛋白（MdHb1）相关。
在学术界，胡大刚团队的上述研究首次发现了非共生血红蛋白MdHb1催化原果胶向可溶性果胶转化，揭开果实软化的关键机制；还首次鉴定了D-葡萄糖醛酸（D-GlcA）和D-半乳糖醛酸（D-GalUA）为苹果软化的标志代谢物；首次揭示了D-GlcA和D-GalUA介导的转录因子MdMYB2/MdNAC14/MdNTL9-MdHb1模块在果实软化中的负反馈调控作用。
胡大刚表示，上述突破性的研究成果能为精准调控果实品质、延长水果保鲜期提供全新靶点。
《自然·植物》评审专家认为，上述研究通过多层次创新，突破了果实软化机制的固有认知，实现了从关键基因、代谢标志物到调控网络的全链条解析，兼具科学价值与应用潜力；其成果不仅为苹果采后保鲜技术研发提供了理论依据，也为其他园艺作物的品质改良研究开辟了新思路。
据了解，为解决影响果实品质系列问题，10余年来，胡大刚团队以苹果为研究对象，针对苹果果实品质生物学与营养健康研究方向开展理论基础和技术应用研究，进行基因遗传改良和生物育种等工作。
通过深入研究，他们采用现代分子生物学、生理生化及组学相结合的方法，初步解析了葡萄糖信号调控苹果色泽的分子机制，构建了山梨醇、硝酸盐和乙烯调控苹果果实酸度的调控网络，挖掘了调控苹果果实硬度的新的靶基因和关键代谢物。而基于上述的苹果果实品质理论研究成果，胡大刚团队已经初步构建了苹果果实品质调控的遗传密码图。
