苹果作为世界范围内广泛种植的重要经济作物，其产量和品质受到多种环境因素的制约。近年来，全球气温不断攀升，高温胁迫成为限制苹果生产的重要因素之一；同时，因弱光导致的碳源不足也会影响苹果的生长发育。挖掘苹果中的抗逆基因，解析其应对逆境的分子机制，对提升苹果产量和品质具有重要意义。N6-甲基腺苷（m6A）mRNA修饰对植物的发育和胁迫响应至关重要，m6A是一种可逆的修饰，可以被m6A去甲基化酶去除。然而，到目前为止，m6A去甲基酶在苹果高温和碳饥饿胁迫中的生物学功能尚不清楚。
近期，西北农林科技大学园艺学院苹果抗逆与品质改良创新团队马锋旺/刘长海教授课题组完成的题为“Overexpression of the apple m6A demethylase gene MdALKBH1A regulates resistance to heat stress and fixed-carbon starvation” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年4期正式发表。
该研究从拟南芥基因组数据库获取了ALKBH蛋白序列，与苹果全基因组进行比对，并结合保守结构域分析，成功鉴定了苹果基因组中的20个ALKBH基因。亚细胞定位分析发现MdALKBH1A定位于细胞核和细胞质。利用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术分析发现，在过表达MdALKBH1A的苹果和烟草叶片中，mRNA的m6A修饰水平明显低于对照组，表明MdALKBH1A具有去甲基酶活性。随后，作者构建了过表达MdALKBH1A的转基因番茄植株，发现在高温处理后，转基因番茄的生长弱于野生型，其抗氧化能力降低、膜脂过氧化作用增加、质膜稳定性降低，说明过表达MdALKBH1A降低了番茄对高温的抗性。此外，在固定碳饥饿（黑暗处理9天）条件下，过表达MdALKBH1A转基因番茄的生长优于野生型，其质膜稳定性提高，光合速率和自噬活性增强，表明过表达MdALKBH1A增强了番茄对固定碳饥饿的抗性。该研究不仅为深入理解植物m6A去甲基酶调节逆境胁迫的机制提供了重要依据，也为苹果抗逆品种的选育提供了新的基因资源和理论支撑。
西北农林科技大学园艺学院/作物抗逆与高效生产全国重点实验室苹果抗逆与品质改良创新团队马锋旺教授和刘长海教授为论文通讯作者，硕士研究生暴茹和博士研究生郭甜丽（已毕业）为共同第一作者。该研究得到了国家现代农业产业技术体系建设项目（CARS-27）的资助。西北农林科技大学园艺科学研究中心袁阳阳等老师为本研究提供了技术支持。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311925000012
Cite the article:Ru Bao, Tianli Guo, Zehua Yang, Chengyu Feng, Junyao Wu, Xiaomin Fu, Liu Hu, Changhai Liu, Fengwang Ma. 2025. Overexpression of the apple m6A demethylase gene MdALKBH1A regulates resistance to heat stress and fixed-carbon starvation. Journal of Integrative Agriculture, 24(4): 1489-1502.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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