中国农业科学｜新疆农业大学温玥课题组基于转录组和蛋白质组揭示库尔勒香梨萼片脱落的分子机制

库尔勒香梨属蔷薇科梨属新疆梨（P.×sinkiangensis. Yü.）系统，原产于新疆库尔勒地区，因其香味浓郁、耐储藏等优点，深受消费者的喜爱，在新疆农民增收致富和乡村振兴中占有重要地位。库尔勒香梨分为脱萼果和宿萼果，相比于脱萼果，宿萼果石细胞多、果形不端正，普遍品质差，但在自然条件下高比例的宿萼果严重降低了其果实品质，制约产业的可持续发展。因此，深入研究库尔勒香梨萼片脱落的分子机制，对提高库尔勒香梨果实品质，推进产业的高质量发展具有深远意义。

近期，新疆农业大学园艺学院温玥课题组完成的题为“基于转录组和蛋白质组揭示库尔勒香梨萼片脱落的分子机制”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷18期正式发表。

该研究以库尔勒香梨为研究材料，选取萼片离区形成关键期脱萼果离区和宿萼果离区对应部位为研究对象，进行转录组和蛋白质组的测序与联合分析，利用多种生物信息学工具筛选差异表达基因与蛋白，重点分析与脱落相关的基因与蛋白，明确其参与的代谢通路和信号传导途径，最后通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证差异表达基因。

结果显示，通过转录组分析共获得393个差异表达基因，主要富集在细胞壁生物合成、植物型细胞壁组织或生物合成、植物型细胞壁生物合成、植物型次生细胞壁生物合成、苯丙烷类代谢过程等，以及代谢途径、次生代谢物的生物合成及戊糖和葡糖醛酸相互转化等通路，表明差异表达基因大多参与细胞壁的代谢。

差异表达基因热图

差异表达蛋白和基因的GO富集条形图

通过蛋白质组分析共获得256个差异表达蛋白，联合分析结果显示，差异表达基因和蛋白主要富集在苯丙烷生物合成、各种植物次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、戊糖和葡糖醛酸相互转化等通路，筛选出与植物激素（如乙烯响应转录因子、吲哚-3-乙酸O-甲基转移酶基因）和细胞壁相关基因（如果胶裂解酶基因、果胶酯酶基因、多聚半乳糖醛酸酶基因、过氧化物酶基因），它们在库尔勒香梨萼片脱落过程中发挥着重要作用。

差异表达蛋白的GO和KEGG富集气泡图

此外，对所筛选的10个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证，其表达趋势与测序结果一致。

qRT-PCR验证基因表达量

综上，从基因转录与蛋白质表达层面初步确定了库尔勒香梨萼片脱落的调控机制，筛选出植物激素和细胞壁相关的基因与蛋白，明确了库尔勒香梨萼片脱落过程主要涉及苯丙烷生物合成、植物激素信号转导、戊糖和葡糖醛酸相互转化通路。

新疆农业大学园艺学院温玥副教授为该文通讯作者，林彦为第一作者。

该研究获得新疆维吾尔自治区自然科学基金（2022D01A178）、国家自然科学基金（32160686）、第二批天山英才培养计划青年托举人才项目（2023TSYCQNTJ0004）、新疆维吾尔自治区天山创新团队项目（2023D14015）的资助。

全文链接：

《基于转录组和蛋白质组揭示库尔勒香梨萼片脱落的分子机制》

文献引用：

林彦, 郑玲玲, 田嘉, 温玥, 陈晨, 王磊. 基于转录组和蛋白质组揭示库尔勒香梨萼片脱落的分子机制[J]. 中国农业科学, 2025, 58(18): 3744-3765.

LIN Yan, ZHENG LingLing, TIAN Jia, WEN Yue, CHEN Chen, WANG Lei. Based on Transcriptomics and Proteomics to Provide Insights into the Molecular Mechanisms of Calyx Abscission in Korla Xiangli[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(18): 3744-3765.