园艺学报 ›› 2026, Vol. 53 ›› Issue (7): 1991-2003.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2026-0120
• 遗传育种 · 种质资源 · 分子生物学 • 上一篇 下一篇
苏安琪1,*, 庄英钰1,*, 杜连达1, 裴翡翡2, 陈泽1, 赵婷婷1,**(
), 胡大刚1,**(
)
收稿日期:2026-01-28
修回日期:2026-06-12
出版日期:2026-07-25
发布日期:2026-07-23
通讯作者:
作者简介:* 共同第一作者
基金资助:
SU Anqi1, ZHUANG Yingyu1, DU Lianda1, PEI Feifei2, CHEN Ze1, ZHAO Tingting1,**(
), HU Dagang1,**(
)
Received:2026-01-28
Revised:2026-06-12
Published:2026-07-25
Online:2026-07-23
摘要:
基于‘绿袖’苹果(Malus × domestica Borkh.)果实不同发育阶段的转录组分析,对两个在成熟期特异高表达的WRKY转录因子编码基因MdWRKY33与MdWRKY127进行功能及生物信息分析。系统发育分析表明MdWRKY33蛋白与苹果野生近缘种山荆子(Malus baccata var. baccata)以及梨(Pyrus × bretschneideri)中的同源蛋白亲缘关系较近,MdWRKY127蛋白与苹果中1个未完全注释的蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位分析表明,MdWRKY33与MdWRKY127均定位在细胞核。为验证其功能,以苹果愈伤组织为受体构建转基因材料,结果显示,过表达MdWRKY33或MdWRKY127均能显著降低愈伤组织中苹果酸与柠檬酸含量,同时提高果糖的积累水平,使得转基因愈伤组织中糖酸比升高。进一步对苹果果实进行瞬时转化,发现在果实中过表达MdWRKY33或MdWRKY127所产生的效应与在愈伤组织中的效应一致,而分别沉默任一基因均会导致糖酸比下降。这些结果表明MdWRKY33和MdWRKY127均可以调控苹果果实糖酸代谢,改善苹果果实的风味。
苏安琪, 庄英钰, 杜连达, 裴翡翡, 陈泽, 赵婷婷, 胡大刚. MdWRKY33和MdWRKY127调控苹果果实糖酸代谢提高糖酸比[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 1991-2003.
SU Anqi, ZHUANG Yingyu, DU Lianda, PEI Feifei, CHEN Ze, ZHAO Tingting, HU Dagang. MdWRKY33 and MdWRKY127 Regulate Sugar and Organic Acid Metabolism to Improve the Sugar-Acid Ratio in Apple Fruit[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2026, 53(7): 1991-2003.
| 引物用途Primer application | 引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′)Primer sequence |
|---|---|---|
| 基因克隆 Gene cloning | MdWRKY33-F | ATGACGGTGGAGCTGATGGAAT |
| MdWRKY33-R | CGTTGACTCGTACACCAACCCC | |
| MdWRKY127-F | ATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-R | GGACGACTGGAAAACAAGGCC | |
| 亚细胞定位及愈伤过表达 Subcellular localization and callus overexpression | MdWRKY33-3HA-F | GGTACCCGGGGATCCATGACGGTGGAGCTGATGGAAT |
| MdWRKY33-3HA-R | CACCATGGTGTCGACCGTTGACTCGTACACCAACCCC | |
| MdWRKY127-3HA-F | GGTACCCGGGGATCCATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-3HA-R | CACCATGGTGTCGACGGACGACTGGAAAACAAGGCC | |
| 实时荧光定量PCR qRT-PCR | qMdWRKY33-F | GAGATGGCAGCGTTTCGAAC |
| qMdWRKY33-R | CCGTTGAGAGAGGAGGCTTC | |
| qMdWRKY127-F | ATCGATTTCTGTGCCTACGC | |
| qMdWRKY127-R | ACTCTGATCGTCCTCTTAACCT | |
| 内参基因 Reference gene | 18S-F | ACACGGGGAGGTAGTGACAA |
| 18S-R | CCTCCAATGGATCCTCGTTA | |
| 基因过表达 Gene overexpression | MdWRKY33-pIR-F | TCTGAATTCGTCGACAAGCTTATGACGGTGGAGCTGATGGAAT |
| MdWRKY33-pIR-R | CCCCCACACGTGTGGTCTAGACGTTGACTCGTACACCAACCCC | |
| MdWRKY127-pIR-F | TCTGAATTCGTCGACAAGCTTATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-pIR-R | CCCCCACACGTGTGGTCTAGAGGACGACTGGAAAACAAGGCC | |
| 基因沉默 Gene silencing | MdWRKY33-TRV-F | AGAAGGCCTCCATGGGGATCCATGACGGTGGAGCTGATGGAATT |
| MdWRKY33-TRV-R | TGTCTTCGGGACATGCCCGGGGGAGACGGTGTGATCGGTGATG | |
| MdWRKY127-TRV-F | AGAAGGCCTCCATGGGGATCCATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-TRV-R | TGTCTTCGGGACATGCCCGGGGTGCTTGAACTTGGTGACGGTGA |
表1 本研究中所用的引物序列
Table 1 Primers used in this study
| 引物用途Primer application | 引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′)Primer sequence |
|---|---|---|
| 基因克隆 Gene cloning | MdWRKY33-F | ATGACGGTGGAGCTGATGGAAT |
| MdWRKY33-R | CGTTGACTCGTACACCAACCCC | |
| MdWRKY127-F | ATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-R | GGACGACTGGAAAACAAGGCC | |
| 亚细胞定位及愈伤过表达 Subcellular localization and callus overexpression | MdWRKY33-3HA-F | GGTACCCGGGGATCCATGACGGTGGAGCTGATGGAAT |
| MdWRKY33-3HA-R | CACCATGGTGTCGACCGTTGACTCGTACACCAACCCC | |
| MdWRKY127-3HA-F | GGTACCCGGGGATCCATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-3HA-R | CACCATGGTGTCGACGGACGACTGGAAAACAAGGCC | |
| 实时荧光定量PCR qRT-PCR | qMdWRKY33-F | GAGATGGCAGCGTTTCGAAC |
| qMdWRKY33-R | CCGTTGAGAGAGGAGGCTTC | |
| qMdWRKY127-F | ATCGATTTCTGTGCCTACGC | |
| qMdWRKY127-R | ACTCTGATCGTCCTCTTAACCT | |
| 内参基因 Reference gene | 18S-F | ACACGGGGAGGTAGTGACAA |
| 18S-R | CCTCCAATGGATCCTCGTTA | |
| 基因过表达 Gene overexpression | MdWRKY33-pIR-F | TCTGAATTCGTCGACAAGCTTATGACGGTGGAGCTGATGGAAT |
| MdWRKY33-pIR-R | CCCCCACACGTGTGGTCTAGACGTTGACTCGTACACCAACCCC | |
| MdWRKY127-pIR-F | TCTGAATTCGTCGACAAGCTTATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-pIR-R | CCCCCACACGTGTGGTCTAGAGGACGACTGGAAAACAAGGCC | |
| 基因沉默 Gene silencing | MdWRKY33-TRV-F | AGAAGGCCTCCATGGGGATCCATGACGGTGGAGCTGATGGAATT |
| MdWRKY33-TRV-R | TGTCTTCGGGACATGCCCGGGGGAGACGGTGTGATCGGTGATG | |
| MdWRKY127-TRV-F | AGAAGGCCTCCATGGGGATCCATGGCTATAGATCTAGTTGGCTTCT | |
| MdWRKY127-TRV-R | TGTCTTCGGGACATGCCCGGGGTGCTTGAACTTGGTGACGGTGA |
图1 ‘绿袖’苹果花后16、41、70、94和128 d果实MdWRKY33与MdWRKY127基因表达量热图
Fig. 1 Heat map of MdWRKY33 and MdWRKY127 gene expression in‘Greensleeves’apple fruits at 16,41,70,94,and 128 days after flowering n = 3
图2 苹果MdWRKY33及MdWRKY127基因结构分析 黑色部分表示外显子,黑线(intron)表示内含子,白色部分代表非翻译区
Fig. 2 Gene structural analysis of MdWRKY33 and MdWRKY127 in apple The black part represents the exon,the black line(intron)represents the intron,and the white part represents the untranslated region
图4 苹果MdWRKY33、MdWRKY127蛋白及其他物种同源蛋白多序列比对 红色框线表示WRKY结构域
Fig. 4 Multiple sequence alignment of apple MdWRKY33,MdWRKY127 proteins and their homologous proteins from other species The red box shows the WRKY domain
图6 苹果MdWRKY33及MdWRKY127转基因愈伤的表型(A)、表达量(B)及鉴定(C) WT为野生型对照。用Duncan’s 进行显著性分析,不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。下同
Fig. 6 Phenotypes(A),gene expression levels(B)and molecular identification(C)of apple MdWRKY33 and MdWRKY127 transgenic calli WT represents wild-type control. Duncan’s multiple range test was used for significance analysis,and different lowercase letters indicate significant differences at P < 0.05.The same below
图8 MdWRKY33(A)及MdWRKY127(B)瞬时注射苹果的表型及表达量 1:pIR + TRV(对照1);2:MdWRKY33-pIR + TRV;3:pIR + MdWRKY33-TRV;4:pIR + TRV(对照2);5:MdWRKY127-pIR + TRV;6:pIR + MdWRKY127-TRV. 下同
Fig. 8 Phenotype and identification of transiently injected MdWRKY33(A)and MdWRKY127(B)in apples 1:pIR + TRV(Control 1);2:MdWRKY33-pIR + TRV;3:pIR + MdWRKY33-TRV;4:pIR + TRV(Control 2);5:MdWRKY127-pIR + TRV;6:pIR + MdWRKY127-TRV. The same below
| [25] |
|
|
张立华. 2022. MdWRKY126调控苹果果实有机酸及糖含量的机制研究[博士论文]. 杨凌: 西北农林科技大学.
|
|
| [26] |
|
| [27] |
doi: 10.1016/j.hpj.2023.09.010 URL |
| [28] |
doi: 10.3389/fpls.2023.1264283 URL |
| [29] |
doi: 10.3389/fpls.2025.1646357 URL |
| [1] |
doi: 10.1104/pp.111.192641 pmid: 22392279 |
| [2] |
|
|
陈彩锦, 马琳, 包明芳, 蒋庆雪, 张国辉, 张尚沛, 高婷, 刘文辉, 王学敏. 2025. WRKY基因家族在植物中的研究进展. 草地学报, 33 (7):2059-2069.
doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2025.07.002 |
|
| [3] |
doi: 10.1016/j.gene.2024.148899 URL |
| [4] |
doi: 10.3389/fpls.2022.830517 URL |
| [5] |
doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1025 |
|
杜连达, 魏萌萌, 陈泽, 郭伟, 赵婷婷, 胡大刚. 2026. 环境因子对苹果果实糖酸品质的影响:多因子交互作用与环境适应性育种. 生物技术通报, 42 (3):79-95.
doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-1025 |
|
| [6] |
doi: 10.1104/pp.15.01333 URL |
| [7] |
|
| [8] |
doi: 10.1021/acs.jafc.0c06740 URL |
| [9] |
doi: 10.1111/tpj.v118.3 URL |
| [10] |
doi: 10.1093/plphys/kiae273 URL |
| [11] |
|
|
李俊豪, 葛晓兰, 朱杰, 白瑞霞, 王越辉. 2025. 桃果实糖酸代谢调控机制研究进展. 果树学报, 42 (6):1330-1341.
|
|
| [12] |
|
| [13] |
doi: 10.1016/j.celrep.2025.116369 URL |
| [14] |
doi: 10.1186/s43897-024-00100-8 |
| [15] |
|
| [16] |
doi: 10.1111/nph.v239.3 URL |
| [17] |
doi: 10.1111/pbi.v22.12 URL |
| [18] |
|
|
王森, 何平, 王海波, 高文胜, 常源升, 何晓文, 郑文燕, 李林光. 2023. 鲁丽苹果在不同产地果实风味及品质差异分析. 果树学报, 40 (6):1135-1145.
|
|
| [19] |
doi: 10.3390/ijms20081890 URL |
| [20] |
doi: 10.1093/plphys/kiad423 pmid: 37471439 |
| [21] |
doi: 10.1016/j.xplc.2025.101484 URL |
| [22] |
|
|
叶红, 王斌, 任飞, 朱云娜, 肖艳辉, 何金明, 王玉昆. 2023. 园艺植物WRKY基因功能研究进展. 广东农业科学,50:68-78.
|
|
| [23] |
doi: 10.1111/pbi.v19.2 URL |
| [24] |
doi: 10.1111/jipb.v64.4 URL |
| [30] |
doi: 10.1111/tpj.v121.1 URL |
| [31] |
doi: 10.1186/s43897-025-00196-6 |
| [32] |
|
| [33] |
doi: 10.1371/journal.pone.0154312 URL |
| [34] |
doi: 10.1093/jxb/erv221 pmid: 25969555 |
| [1] | 冀志蕊, 杜宜南, 丛佳林, 周宗山. 中熟苹果新品种‘华正’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 1-2. |
| [2] | 冀志蕊, 丛佳林, 杜宜南, 周宗山. 中熟苹果新品种‘华沁’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 3-4. |
| [3] | 魏江彤, 张小涵, 李超, 邹养军, 李翠英, 屈军涛, 安金海, 马锋旺. 中晚熟黄色苹果新品种‘秦香玉’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 5-6. |
| [4] | 魏江彤, 张志强, 李超, 邹养军, 李翠英, 刘长海, 屈军涛, 安金海, 马锋旺. 晚熟苹果新品种‘秦富’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 7-8. |
| [5] | 王金鑫, 黄晶淼, 许腾飞, 郝婕, 索相敏, 李建明, 鄢新民, 李学营. 晚熟苹果新品种‘冀苹美’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 9-10. |
| [6] | 贾朝爽, 包敖民, 王宝侠, 宁夏, 闫盟, 韩永增, 王志华, 张文宽. 抗寒苹果新品种‘蒙苹1号’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 11-12. |
| [7] | 包敖民, 贾朝爽, 王宝侠, 宁夏, 闫盟, 韩永增, 王志华, 张文宽. 小果型耐寒苹果新品种‘蒙苹2号’[J]. 园艺学报, 2026, 53(S1): 13-14. |
| [8] | 焦田甜, 党素青, 祝令成, 李明军. 果实糖酸协同调控的研究进展[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 1891-1909. |
| [9] | 郭旭东, 王慧敏, 王馨苑, 李淳妤, 莫美华, 许艺淑, 韩晓雅, 原永兵, 贾东杰. 苹果类胡萝卜素代谢调控及其抗逆相关机制研究进展[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 1910-1928. |
| [10] | 刘昭, 高源, 孙思邈, 王昆, 郭含欣, 尚薇, 王霖, 田雯, 李子琛, 孙延明, 李连文, 王大江. 苹果属植物耐盐研究进展[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 1929-1954. |
| [11] | 张晓珂, 汪锦鸿, 杨亚州, 李超, 李林光, 韩振海, 吴婷. 苹果色泽与硬度相关基因标记的多群体验证[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 1977-1990. |
| [12] | 孙楠, 刘怀特, 曹扬, 杜培华, 张学英, 梁博文. 外源褪黑素和多巴胺对干旱胁迫下苹果养分吸收及抗旱性的影响[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 2092-2106. |
| [13] | 刘乾, 王婧怡, 夏明然, 刘大炜, 刘毅, 梁博文, 周莎莎, 尹宝颖, 张学英, 李中勇. 苹果砧木通过调控叶片养分回流对一年生枝条抗寒性影响的研究[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 2107-2118. |
| [14] | 骆张吉, 李好健, 李连震, 侯香婷, 董文, 孙平, 薛晓敏, 由春香, 张振鲁. 苹果花叶病对‘弘前富士’苹果叶片光合作用及果实品质的影响[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 2119-2128. |
| [15] | 刘京京, 谢颢阳, 黄晓, 胡郑潇, 曾婉祺, 张惠云, 罗心平, 申济源. UV-B辐射与低温协同调控荔枝开花的机制研究[J]. 园艺学报, 2026, 53(7): 2185-2199. |
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