近日，我院苹果抗逆与品质改良创新团队马锋旺教授/龚小庆副教授课题组在期刊The Plant Journal在线发表了题为“MdATG5a-mediated autophagy improves apple performance under low light”的研究论文。该研究揭示了光信号转录因子MdPIF7通过直接激活MdATG5a表达、增强自噬活性进而提升苹果光能利用效率的分子机制，为阐明植物光信号通路与自噬之间的关联提供了新见解。
苹果属喜光树种，密植园冠层郁闭、秋季连阴雨等常导致冠层光照不足，进而抑制光合作用、降低生物量积累与果实品质。自噬是真核生物中高度保守的物质降解与循环利用途径，参与干旱、缺氮、高温等多种逆境响应，然而，其否参与弱光适应仍很大程度上不清楚。
研究发现，MdATG5a增强苹果植株对弱光条件的耐受性在弱光下，MdATG5a过表达植株与野生型植株相比表现出更高的光合能力、更大的生物量和更多的碳水化合物积累。在弱光驯化过程中，过表达植株通过增加叶面积和叶片氮含量增强了光捕获并促进了光合蛋白的周转。相对于野生型，过表达植株表现出更低的光补偿点和光饱和点、降低的暗呼吸速率、更高的净光合速率和气孔导度，以及叶绿体和光系统II更少的结构和功能损伤。代谢物谱分析进一步表明，过表达植株具有更稳定的类黄酮和碳水化合物及其衍生物水平。过表达植株还表现出比野生型植株更高的自噬活性，而药理学抑制自噬消除了过表达植株在弱光下的生长优势。此外，MdATG5a受MdPIF7正向调控，MdPIF7是遮阴相关光信号中的关键转录因子。总之，这些发现表明，由MdPIF7调控的MdATG5a介导的自噬通过增强自噬流、改善光合性能和稳定代谢稳态，对苹果适应弱光至关重要。
本院已毕业硕士研究生相伟佳、在读博士生房月为论文的共同第一作者，马锋旺教授和龚小庆副教授为论文共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（U24A20414, 32472667）、产业技术体系专项基金（CARS‐27）的资助。
原文链接：http://dx.doi.org/10.1111/tpj.71108
