本网讯 7月5日，安徽农业大学园艺学院汪松虎课题组在《Nature Communications》上发表了题为“Natural variation of AcEGY3 mediates chloroplastic ROS homeostasis to confer kiwifruit thermotolerance”的研究论文。该研究发掘了首个调控猕猴桃耐热性的自然变异，为提高猕猴桃耐热性的遗传改良提供重要的基因资源。
猕猴桃因富含维生素C等多种营养物质而风靡全球，被誉为“水果之王”。猕猴桃是一种喜温湿，害怕高温干旱的果树。持续高温可以导致猕猴桃果树叶片萎蔫，甚至植株干枯致死，进而影响猕猴桃果实的产量和品质。目前，可以直接应用于提高猕猴桃耐热性杂交育种的基因资源非常匮乏，耐热性相关的自然变异挖掘还未见报道。本研究通过将耐热性存在显著差异的两份材料‘MH-Z11’(野生毛花猕猴桃、对热胁迫敏感)和‘HY0809’（中华猕猴桃、相对耐热）进行杂交，构建遗传群体。对回交1代（BC1）群体单株进行高温胁迫下光合效率的测定，再利用BSA-seq介导的图位克隆的方法，鉴定到了一个调控猕猴桃耐热性的基因AcEGY3。该基因在两份猕猴桃材料中的表达存在极显著的差异，我们通过转基因（过表达和RNA干涉）的方法证实该基因的差异表达是影响两份材料耐热性差异的主要因素。
本课题组前期对拟南芥的同源基因EGY3的研究发现，该基因编码的蛋白定位叶绿体，可以通过调节叶绿体ROS的稳态来调控拟南芥对盐胁迫的抗性，论文发表于《Cell Reports》（相关介绍请参阅https://mp.weixin.qq.com/s/jY_8kYaw1ZorMyk0qXwvKg）。本研究进一步确认了AcEGY3在猕猴桃中也具有类似的功能，可以与猕猴桃AcCSD2蛋白互作，增强高温胁迫下叶绿体H2O2的产生。叶绿体产生的H2O2可以释放到细胞质中诱导AcHSFA2-2形成多聚体，增强其转录活性，诱导下游HSF70-2和HSF20等基因的高表达，从而提高猕猴桃的耐热性。
两份材料中EGY3基因表达的巨大差异主要是由启动子区域的一个自然变异决定的。在HY0809的EGY3基因启动子区域中存在一个492bp的插入，包含一个转录因子AcGATA1的结合位点，AcGATA1受热胁迫诱导，可以于AcHSFA2-2互作，显著增强AcEGY3基因的表达。而这个自然变异在对热胁迫敏感的MH-Z11中不存在，导致热胁迫下EGY3基因表达量不足，从而致使其对热胁迫敏感。进一步研究发现，该变异在耐热性较好的猕猴桃材料（如山梨猕猴桃等）中都存在，而在热胁迫敏感的毛花和软枣猕猴桃中不存在。同时，我们发现某些毛花猕猴桃材料中也带有该自然变异，带有该变异的毛花材料要比不带有该变异的毛花材料具有更强的耐热性，进一步说明该变异与猕猴桃的耐热性存在显著的相关性。总之，本研究不仅解析了叶绿体ROS调控猕猴桃耐热性的分子机制，而且发现的自然变异可以开发成分子标记，直接应用于猕猴桃的杂交育种。
安徽农业大学园艺学院已毕业博士生凌程程和杨俊为论文的共同第一作者，汪松虎教授为论文的通讯作者。园艺学院的刘永胜教授、唐维副教授、殷学仁教授、武汉植物园的李大卫研究员、美国肯塔基大学的Jan Smalle教授和弗罗里达大学的霍合强（Heqaing Huo）教授对本研究的开展给予了大力支持。该研究得到了国家自然科学基金区域联合基金重点项目和面上项目的资助。（文图：汪松虎 初审：何仁婷 复审：叶辉 终审：赵冠艳）
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61593-5
