果實不僅在植物繁殖擴散中起到至關重要的作用，而且也為人類的健康提供了豐富的營養物質。果實成熟伴隨著風味物質（酸、甜、香等）、果實硬度和外觀顏色等一系列生理生化的變化過程。這些生理生化過程通常受到內外因素的共同調控。解析果實成熟過程的生理和分子調控機理對提高果實品質和培育不同成熟期品種（如早熟或晚熟）、以及不同類型果實的貯藏保鮮具有重要的指導意義。
芒果是世界最受歡迎的熱帶水果之一，被譽為“熱帶水果之王”。由於芒果果實成熟後期乙烯含量顯著累積，長期以來芒果一直被認為是典型的躍變型果實。然而，研究人員在調查芒果成熟過程的生理變化時，發現芒果成熟期經歷的時間差异很大、早熟和晚熟現象很明顯，且果實內源激素乙烯在不同品種中（特別是早熟和晚熟品種）差异明顯。特別是在一些晚熟品種中乙烯的含量很低。這些乙烯含量低的果實，其成熟過程在生理和分子上是如何介導的？早熟和晚熟特性是如何形成的？這些問題一直缺乏應有的認識。
研究以典型晚熟芒果品種凱特芒（Keitt）果實為研究資料，深入調查了果實發育不同階段形態、生理和代謝物的變化規律以及基因表達譜的改變。結果發現在果實成熟過程中乙烯釋放量處於較低水準，沒有明顯的躍變趨勢，然而ABA在果實成熟過程中大量累積，與果實成熟行程高度關聯，預示著ABA可能在凱特芒果實成熟過程中發揮重要的介導作用。利用廣譜靶向代謝組分析科技，系統調查了果實成熟行程中代謝物質的變化規律，闡明了成熟過程中硬度和風味形成的物質基礎。利用RNA-seq科技深入調查了果實發育不同階段的轉錄組，鑒別了果實發育不同階段的關鍵功能基因和調控因數，特別是圍繞果實硬度變化（如細胞壁成分）和甜味形成（如蔗糖）等方面，發現了多個成熟相關基因（MiSWEET12/15、MiPLY8、MiPSY、MiHXK1及MiBAM9）與ABA通路的關鍵調控因數（MiHY5、MiGBF4、MiABI5-like和MibZIP9）的表達緊密關聯。結合外源ABA及其抑制劑處理實驗，以及ABA訊號調控因數和靶點基因的表達分析，進一步利用轉錄因數和關鍵靶基因的轉錄啟動實驗（圖1），清楚地證明ABA訊號調控因數直接調控凱特芒成熟關鍵基因的表達。這些結果表明，ABA訊號對凱特芒果實成熟行程具有直接的調控作用。
基於實驗結果，該研究提出了ABA調控凱特芒果實成熟的一種潜在模型，即隨著芒果果實發育和成熟，內源ABA含量逐漸新增，誘導MiHY5等轉錄因數的表達，並進一步啟動蔗糖代謝、果實軟化、β-類胡蘿蔔素積累和澱粉降解等果實成熟相關通路基因的表達，進而介導芒果果實成熟（圖2）。該研究為芒果果實成熟調控網路構建提供了新見解。
近日，相關研究成果以Metabolomic and transcriptomic analyses reveal new insights into the role of abscisic acid in modulating mango fruit ripening為題線上發表於園藝學頂級期刊Horticulture Research上。博士研究生武士波為論文第一作者，西南林業大學劉愛忠研究員、昆明植物研究所徐偉副研究員和許建初研究員，以及中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所王松標副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到雲南省科技廳對外科技合作專項（202003AD150004）等項目支持。
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圖1 MiHY5直接啟動成熟相關基因的表達
圖2 ABA調控“Keitt”果實成熟的模型