园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (4): 1202-1214.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2025-0057
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收稿日期:2025-12-04
修回日期:2026-02-12
出版日期:2026-04-25
发布日期:2026-04-20
基金资助:
GUO Xinqi, CHEN Qiang, ZHANG Ying, ZHANG Chong*(
)
Received:2025-12-04
Revised:2026-02-12
Published:2026-04-25
Online:2026-04-20
摘要:
EIN3-like(EIL)蛋白是乙烯信号转导途径中重要的核转录因子,可启动一系列调节乙烯目标基因表达的转录级联反应。通过GST pull-down联合液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术在成熟甜瓜果实中筛选与CmEIL01互作的蛋白,并进一步验证CmEIL01与候选蛋白之间的互作关系。为明确乙烯信号因子基因CmEIL01在薄皮甜瓜果实香气合成中的调控功能,筛选出9个可能与CmEIL01互作的蛋白,其中果实酯类合成关键基因CmAAT1预测的可信值最高;酵母双杂交技术(Y2H)和Pull-down分析也验证了CmEIL01与CmAAT1蛋白在体外存在相互作用;烟草双荧光素酶报告试验表明,CmEIL01显著激活了CmAAT1基因的启动子活性。通过薄皮甜瓜果实的瞬时表达发现,注射6 d后,CmEIL01基因表达水平最高,同时CmEIL02和CmAAT1的表达水平也显著提高,乙酸乙酯、乙酸己酯和己醇的含量均显著高于未注射果实。结果表明,CmEIL01可能通过调控直链酯类物质合成关键基因CmAAT1的表达,进而参与薄皮甜瓜果实芳香物质的合成。
郭欣琪, 陈强, 张颖, 张冲. 甜瓜乙烯信号因子基因CmEIL01对果实香气物质合成的影响[J]. 园艺学报, 2026, 53(4): 1202-1214.
GUO Xinqi, CHEN Qiang, ZHANG Ying, ZHANG Chong. Effects of Ethylene Signal Treansduction Factor CmEIL01 Gene on Volatile Biosynthesis of Melon Fruit[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(4): 1202-1214.
| 基因名称 Gene name | 序号 Accession number | 片段大小/bp Size of amplified | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
|---|---|---|---|
| CmEIL01 | MELO3C015210 | 188 | F:GAACACTGGCTCCCTCTCAG R:AGCCGGTACTTCTGACTGGA |
| CmEIL02 | MELO3C017592 | 214 | F:GCATTTGCAGAGGAGAGAGG R:GGACTCGCATTCAGATCCAT |
| CmEIL03 | MELO3C019931 | 170 | F:GCACCCTGATTTTTCTTCCA R:CTTGTTTGGGCAATTGTGTG |
| CmEIL04 | MELO3C015633 | 205 | F:GTTCCAGAAGATGGCCAAAA R:TCGAGCCATCGAAGAAGTTT |
| CmAAT1 | MELO3C024771 | 134 | F:AAAACGTGGACTTTGGATGG R:CAACGAGGCATGAACATTTG |
表1 用于基因表达分析的qRT-PCR引物序列
Table 1 Primer sequences for qRT-PCR analysis of gene expression
| 基因名称 Gene name | 序号 Accession number | 片段大小/bp Size of amplified | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
|---|---|---|---|
| CmEIL01 | MELO3C015210 | 188 | F:GAACACTGGCTCCCTCTCAG R:AGCCGGTACTTCTGACTGGA |
| CmEIL02 | MELO3C017592 | 214 | F:GCATTTGCAGAGGAGAGAGG R:GGACTCGCATTCAGATCCAT |
| CmEIL03 | MELO3C019931 | 170 | F:GCACCCTGATTTTTCTTCCA R:CTTGTTTGGGCAATTGTGTG |
| CmEIL04 | MELO3C015633 | 205 | F:GTTCCAGAAGATGGCCAAAA R:TCGAGCCATCGAAGAAGTTT |
| CmAAT1 | MELO3C024771 | 134 | F:AAAACGTGGACTTTGGATGG R:CAACGAGGCATGAACATTTG |
图1 CmEIL01重组蛋白的表达、纯化及互作蛋白的GST Pull-down鉴定 A:重组CmEIL01蛋白表达的SDS-PAGE检测;B:纯化后的重组CmEIL01蛋白的SDS-PAGE检测;C:重组CmEIL01蛋白的Western Blot检测;D:GST pull-down实验的SDS-PAGE结果。P1和P2为仅在CmEIL01-GST处理组中被特异性富集的互作蛋白条带;P3为GST标签蛋白或CmEIL01-GST自身条带,作为上样对照
Fig. 1 Expression,purification and identification of interacting proteins of CmEIL01 recombinant protein by GST Pull-down assay A:SDS-PAGE analysis of recombinant CmEIL01 protein expression;B:SDS-PAGE analysis of purified recombinant CmEIL01 protein;C:Western blot analysis of recombinant CmEIL01 protein;D:SDS-PAGE results of GST Pull-down assay. P1 and P2 are specifically enriched interacting protein bands only in the CmEIL01-GST treatment group;P3 represents the GST-tagged protein or the CmEIL01-GST band itself,serving as a loading control
| 基因ID Gene ID | 匹配肽段数 Number of peptide matches | 功能预测 Predicted protein function | 等电点 pI | 分子量/kD Molecular weight | 启动子ECBS区预测 ECBS prediction of protomers |
|---|---|---|---|---|---|
| MELO3C024771 | 21 | 醇酰基转移酶 Alcohol acyl-transferases | 51.61 | 8.28 | AAGAAACCT(+884) AAGTAACCT(+123) |
| MELO3C006322.2 | 15 | 谷胱甘肽还原酶 Glutathione reductase | 53.90 | 5.96 | AAGTAACT(+564) |
| MELO3C014437.2 | 13 | 1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶 1-Aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase | 36.07 | 5.34 | AAGTAACCT(+123) ACGTACCT(+564) AAGGACCT(+1235) |
| MELO3C011043.2 | 9 | 醇脱氢酶 Alcohol dehydrogenase | 42.50 | 5.60 | AAGTAAAT(+269) |
| MELO3C010017.2 | 7 | 聚半乳糖醛酸酶 Polygalacturonase | 45.45 | 6.95 | _ |
| MELO3C009647.2 | 5 | 转录因子HBP-1b Transcription factor HBP-1b-like isoform | 52.21 | 6.33 | AAGAAACT(-456) |
| MELO3C003106.2 | 4 | RAS相关蛋白 Ras-related protein RABE1a | 23.92 | 7.65 | _ |
| MELO3C025976.2 | 2 | 热激蛋白 Heat shock protein 90-2 | 66.48 | 6.21 | _ |
| MELO3C012292.2 | 2 | ATP合成酶 ATP synthase subunit beta | 59.74 | 5.70 | _ |
表2 通过GST pull-down鉴定的CmEIL01结合蛋白及其启动子顺式元件
Table 2 CmEIL01-binding proteins identified by GST pull-down and promoter cis-elements of CmAAT1
| 基因ID Gene ID | 匹配肽段数 Number of peptide matches | 功能预测 Predicted protein function | 等电点 pI | 分子量/kD Molecular weight | 启动子ECBS区预测 ECBS prediction of protomers |
|---|---|---|---|---|---|
| MELO3C024771 | 21 | 醇酰基转移酶 Alcohol acyl-transferases | 51.61 | 8.28 | AAGAAACCT(+884) AAGTAACCT(+123) |
| MELO3C006322.2 | 15 | 谷胱甘肽还原酶 Glutathione reductase | 53.90 | 5.96 | AAGTAACT(+564) |
| MELO3C014437.2 | 13 | 1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶 1-Aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase | 36.07 | 5.34 | AAGTAACCT(+123) ACGTACCT(+564) AAGGACCT(+1235) |
| MELO3C011043.2 | 9 | 醇脱氢酶 Alcohol dehydrogenase | 42.50 | 5.60 | AAGTAAAT(+269) |
| MELO3C010017.2 | 7 | 聚半乳糖醛酸酶 Polygalacturonase | 45.45 | 6.95 | _ |
| MELO3C009647.2 | 5 | 转录因子HBP-1b Transcription factor HBP-1b-like isoform | 52.21 | 6.33 | AAGAAACT(-456) |
| MELO3C003106.2 | 4 | RAS相关蛋白 Ras-related protein RABE1a | 23.92 | 7.65 | _ |
| MELO3C025976.2 | 2 | 热激蛋白 Heat shock protein 90-2 | 66.48 | 6.21 | _ |
| MELO3C012292.2 | 2 | ATP合成酶 ATP synthase subunit beta | 59.74 | 5.70 | _ |
图2 CmEIL01与CmAAT1相互作用的体外、体内及转录激活验证 A:CmAAT1重组蛋白表达的SDS-PAGE检测;B:纯化后CmAAT1重组蛋白的SDS-PAGE检测;C:CmAAT1重组蛋白的Western blot检测;D:GST pull-down实验的Western blot结果;E:CmEIL01与CmAAT1的预测互作三维结构模型;F:酵母双杂交实验;G:双荧光素酶报告实验的相对荧光素酶活性。*表明P < 0.05水平存在显著差异,**表明在P < 0.01水平存在极显著差异。ns:不显著。下同
Fig. 2 Verification of the interaction between CmEIL01 and CmAAT1 in vitro,in vivo,and by transcriptional activation assay A:SDS-PAGE analysis of CmAAT1 recombinant protein expression;B:SDS-PAGE of purified CmAAT1 recombinant protein;C:Western Blot analysis of CmAAT1 recombinant protein;D:Western Blot verification of GST pull-down results;E:Predicted three-dimensional model of CmEIL01-CmAAT1 interaction;F:Yeast two-hybrid(Y2H)assay of CmEIL01and CmAAT1 interaction;G:Relative luciferase activity in dual-luciferase report assay. *indicates differences that are statistically significant on the P < 0.05 level;**indicates differences that are extremely statistically significant on the P < 0.01 level. ns:No significant. The same below
图3 甜瓜果实瞬时超表达CmEIL01的LUC荧光成像、EIL家族基因表达及乙烯释放 A:农杆菌注射后不同时间点的果实荧光成像;B:CmEIL01 ~ 04基因的相对表达水平;C:CmEIL01过表达果实与对照果实的内源乙烯浓度水平
Fig. 3 LUC fluorescence imaging of transient overexpression of CmEIL01 in melon fruit,and analysis of EIL family gene expression and ethylene release A:Fruit fluorescence imaging at different time points after Agrobacterium-mediated transient transformation;B:Relative expression levels of CmEIL01 to CmEIL04 genes;C:Endogenous ethylene levels in CmEIL01-overexpressing fruit versus control fruit
图4 甜瓜果实中瞬时超表达CmEIL01的CmAAT1基因表达以及主要酯类和C6醇类物质的含量
Fig. 4 CmAAT1 gene expression and content of major esters and C6 in melon fruit transiently overexpressing CmEIL01
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doi: 10.1073/pnas.0438070100 URL |
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