《Plant Biotechnology Journal》：The C2H2-GGAT Regulatory Module Fine-Tunes Glutamate Homeostasis to Improve Fruit Flavour and Enhance Disease Resistance in Peach
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本研究通过整合代谢组学与系统遗传学方法，在桃杂交群体中鉴定出PpC2H2-3-PpGGAT1转录调控模块，该模块通过抑制谷氨酸代谢关键酶基因表达，显著提高果实鲜味强度并增强对褐腐病的抗性，为多性状协同改良的果树育种提供了新靶点。
游离氨基酸变异分析揭示桃果实风味形成基础
通过对120个桃杂交后代（CSFP群体）的代谢组学分析，研究发现19种游离氨基酸（FAAs）在群体中呈现显著变异，其中天冬酰胺（Asn）含量最高且变异系数达118.4%。谷氨酸（Glu）和天冬氨酸（Asp）作为第二、三大含量氨基酸，与电子舌测定的鲜味强度呈显著正相关（Glu: R=0.37, p=0.029）。值得注意的是，离核型桃品种的游离氨基酸总量显著高于粘核型品种。
GWAS定位谷氨酸代谢关键基因PpGGAT1
全基因组关联分析（GWAS）在Pp01染色体上鉴定到与谷氨酸含量显著相关的位点（SNP_Pp01_25610152, p=2.8×10-6），该位点包含谷氨酸:乙醛酸转氨酶基因PpGGAT1。体外酶活实验证实PpGGAT1可催化谷氨酸与乙醛酸生成2-酮戊二酸和甘氨酸。在本氏烟和桃果实中的瞬时过表达实验均表明，PpGGAT1过表达导致谷氨酸含量显著降低（p=0.014），且电子舌检测显示鲜味强度同步下降（p=0.002）。
eQTL分析揭示转录抑制因子PpC2H2-3
通过表达数量性状位点（eQTL）分析，在Pp05染色体上发现调控PpGGAT1表达的热点区域（Red-fleshed.Pp05）。结合基因调控网络GRN05和发育阶段表达谱，筛选出4个候选转录因子，其中双荧光素酶报告基因实验证实C2H2型锌指蛋白PpC2H2-3可特异性抑制PpGGAT1启动子活性。电泳迁移率实验（EMSA）进一步验证PpC2H2-3结合于PpGGAT1启动子-1143至-1152 bp区域。瞬时过表达PpC2H2-3能通过抑制PpGGAT1表达显著提升谷氨酸积累。
谷氨酸模块协同调控风味与抗病性
病原接种实验表明，10 mM外源谷氨酸处理可显著抑制桃褐腐病斑扩展（p<0.05），且不影响果实乙烯释放、硬度和可溶性固形物等采后品质。接种褐腐病菌（Monilinia fructicola）后，桃果实内源谷氨酸含量上升，伴随PpGGAT1表达下调和PpC2H2-3表达上调。在100个商业品种中验证发现，离核型桃的谷氨酸含量显著高于粘核型，且PpGGAT1/PpC2H2-3表达模式与群体结论一致。
调控模型与育种启示
研究最终提出"PpC2H2-3-PpGGAT1-谷氨酸"调控模块：PpC2H2-3通过直接抑制PpGGAT1转录，促进谷氨酸积累，进而同步增强果实鲜味风味和褐腐病抗性。该发现为通过代谢工程培育风味与抗性协同提升的桃品种提供了理论依据和关键靶基因。
