果實是重要的食物來源，其中硬度影響貯運性，風味則決定消費者喜好。為了延長采后貨架壽命，人們傾向于培育質地堅硬、耐貯運的商業(yè)化品種。然而，越來越多的消費者抱怨大多數商業(yè)化培育的果實風味不夠濃郁，尤其是香氣越來越不足。因此，如何維持果實耐貯性，并滿足消費者吃得美味的要求，是果品物流產業(yè)發(fā)展的卡脖子難題。

近日，浙江大學果實品質生物學團隊張波教授在美國科學院院刊《PNAS》發(fā)表了題為“The m6A reader SlYTH2 negatively regulates tomato fruit aroma by impeding the translation process”的研究論文，揭示了m6A識別蛋白SlYTH2通過液-液相分離機制形成蛋白-RNA凝聚體，抑制靶向mRNA的翻譯，進而調控果實芳香品質的分子機制；同時，基因編輯技術獲得的番茄突變體不改變果實硬度和貨架壽命。研究發(fā)現為利用生物技術培育“完美”果實提供了案例。

N6-甲基腺嘌呤（m6A）屬于RNA甲基化修飾，是生物體mRNA上最豐富的表觀遺傳修飾之一，其生物學功能發(fā)揮依賴于“閱讀者”m6A識別蛋白。蛋白3D建模、體內體外實驗等證明番茄SlYTH2是m6A識別蛋白。利用基因編輯技術獲得SlYTH2敲除突變體，不影響果實成熟進程和貨架壽命，但芳香物質含量顯著增加。由此，SlYTH2具有不同于m6A修飾“書寫者”和“擦除者”對果實成熟和品質的全局影響。感官評價結果顯示，超過90%的消費者認為突變體和對照番茄果實的風味存在差異，71%的消費者更加喜歡香味濃郁的突變體果實。

slyth2突變體維持果實采后硬度且增強的香氣更受消費者喜歡

研究建立了適用于成熟果實的m6A修飾全轉錄組圖譜檢測技術（m6A-seq）、甲醛交聯-免疫共沉淀技術（FA-CLIP）和多聚核糖體圖譜分析技術（polysome profiling）等，結合代謝組、轉錄組、蛋白組學聯合分析方法，明確了m6A識別蛋白SlYTH2調控的芳香物質組分，發(fā)現SlYTH2以依賴m6A修飾的方式結合芳香物質合成基因SlHPL和SlCCD1B的mRNA，同時與eIFs等翻譯相關因子存在蛋白互作，并以液-液相分離（LLPS）方式形成蛋白-RNA凝聚體。形成的凝聚體抑制mRNA翻譯和蛋白積累，進而調控果實芳香品質。研究結果表明，基于表觀遺傳學研究的生物技術可以同時維持果實采后貯運性，并顯著改善風味品質。上述發(fā)現為果實品質改良和采后品質保鮮提供了新思路。

m6A識別蛋白SlYTH2調控番茄果實芳香品質的模式圖

浙江大學博士研究生卞寒曉、北京大學宋培哲博士、浙江大學高穎博士（現重慶大學副教授）和浙江省農科院鄧志平研究員為論文共同第一作者。張波教授和Harry Klee教授為論文共同通訊作者。浙江大學劉建釗教授、高向偉教授、陳昆松教授，北京大學賈桂芳教授為研究提供了幫助。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、浙江省自然科學基金和中國博士后科學基金支持。