番茄成熟研究强调细胞壁成分的相互作用

番茄果实成熟涉及复杂的生化和结构变化，特别是细胞壁内的变化，这对果实的最终质地和品质至关重要。这些变化包括多糖和蛋白质的修饰，但各种细胞壁成分(如阿拉伯半乳聚糖蛋白 (AGP))的具体作用仍不清楚。鉴于这些挑战，进行深入研究以揭示成熟过程中细胞壁内的分子相互作用至关重要。

波兰科学院农业物理研究所和哈尼亚地中海农学研究所开展的一项研究于 2024 年 5 月 24 日发表在《园艺研究》上，探讨了 AGP 对番茄成熟的影响。

研究人员利用先进的分子和成像技术，研究了修改负责 AGP 合成的 SlP4H3 基因如何影响果实成熟过程中细胞壁的完整性。研究结果强调了 AGP 和其他细胞壁成分在维持果实品质方面的重要作用。

该研究以 SlP4H3 基因为中心，该基因编码脯氨酸羟化酶，脯氨酸羟化酶是 AGP 合成的关键酶。改变该基因的表达会导致细胞壁结构发生严重破坏，尤其是 AGP 与其他多糖(如同型半乳糖醛酸 (HG) 和鼠李半乳糖醛酸 I (RG-I))之间的相互作用。SlP4H3 的过度表达会增加 AGP 含量，而基因沉默会导致 AGP 含量明显下降。

这些变化导致果实组织发生明显的形态变化，特别是在红熟阶段，细胞壁出现过度肿胀和连续性破坏。该研究还将这些结构变化与果实的软化过程联系起来，强调了 AGP 和果胶相互作用在成熟过程中保持果实硬度和完整性的重要性。

主要作者 Nataliia Kutyrieva-Nowak 博士评论道：“我们的研究结果强调了 AGP 和其他细胞壁成分在番茄果实成熟过程中的关键作用。通过纵 SlP4H3 基因，我们证明，即使细胞壁结构的细微变化也会显著影响果实的质地和质量。这项研究为改善收获后储存和减少果实损失开辟了新的可能性，而这正是农业中的关键问题。”

这项研究的意义十分重大，尤其是可以延长番茄果实的保质期并提高其品质。了解推动果实成熟的分子机制可帮助农业科学家制定策略来提高果实的硬度并减少储存期间的腐烂。

此外，该研究对AGP作用的见解可能指导培育质地更好、对环境压力适应能力更强的新番茄品种，使种植者和消费者都受益。