果实表面蜡质合成及乙烯和APETALA2/乙烯响应因子调控作用的研究进展

李 丹，关军锋，韩亚楠

（1.邯郸学院生命科学与工程学院，河北 邯郸 056000；2.河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所，河北 石家庄 050051；3.河北师范大学分析测试中心，河北 石家庄 050024）

蜡质存在于果实表面，具有防止果实开裂、抵抗病虫害和病原菌对果实的侵害、决定果实色泽质地、延缓果实营养成分和水分流失等功效。蜡质组分烷烃和脂肪醛（碳链长度≥20）的积累可以延缓枣果实的开裂[1]。绿柠檬果实油斑病的发生与蜡质组分脂肪酸（C16、C18）和脂肪醛含量的下降有关[2]。研究表明果实蜡质、角质、木质素及果皮三萜类物质含量变化是造成‘砀山酥梨’和其突变体‘新秀梨’果皮颜色、质地、果点和外表皮结构差别以及‘Cox Orange Pippin’苹果果皮棕褐色的原因[3-4]。据报道苹果蜡质组分酯质和脂肪酸含量的升高会造成果皮油腻的发生，降低果实感官品质[5-6]。另外去除蓝莓果面白色蜡质易引起果实软化、腐烂及营养成分如花青苷等的损失[7]。因此研究果实蜡质合成及其调控对于提高果实品质和延长其货架期具有重要意义。

目前对于园艺作物果实蜡质的研究多集中于采收和贮藏阶段[7-9]，并着眼于蜡质合成代谢和转录调控两方面。乙烯具有调控果实生长发育、成熟衰老以及品质形成的作用，但其对果实蜡质合成的调控还鲜有报道。本综述将从果实蜡质的合成和调控机理，乙烯如何调节园艺作物蜡质合成及APETALA2/乙烯响应因子（APETALA2/ethylene-responsive factors，AP2/ERFs）如何调节模式植物、农作物和园艺作物果实蜡质合成这3个方面进行介绍。

1 果实蜡质的合成和调控

模式植物拟南芥蜡质组成及其合成途径目前已被研究的较为清楚，但果实蜡质合成的途径尚不明确。拟南芥蜡质由超长链脂肪酸（very-long-chain fatty acids，VLCFAs）和其衍生物，以及次生代谢产物萜类、甾醇类和黄酮类等组成，它们组装成外层蜡质晶体、蜡质膜和无定形态镶嵌于角质层的内层蜡质（图1）[10-11]。苹果、梨、蓝莓、番茄、葡萄等果实表面的蜡质组成与拟南芥蜡质组分相似，分别由脂肪酸、烷烃、脂肪醛、脂肪醇、酮和酯质等构成[12-16]。据此推测相同的蜡质组成可能具有相似的合成途径。因此筛选和鉴定参与果实蜡质合成的功能基因，对验证上述猜测具有重要意义。近几年研究不同果实蜡质合成规律时发现了一些蜡质合成基因：如梨PbLACS1、PbKCS6/KCS9/KCS20KCS2、PbFDH、PbABCG11、PbABCG12、PbLTPG1、PbLTP3和PbLTP4等；苹果MdCER1、MdCER4、MdCER10、MdLACS2、MdKCS7/2、MdFDH、MdPAS2、MdWBC1和MdLTPG1等；以及番茄SlCER6[16-19]。这些果实蜡质合成基因的鉴定为验证果实与拟南芥蜡质合成途径的相似性提供了新的证据。

图1 植物器官表面蜡质合成途径[10]Fig. 1 Wax synthesis pathway on surface of plant organs[10]

1.1 果实蜡质的合成和转运

蜡质合成底物脂肪酸C16:0和C18:0在LACS作用下合成C16-酰基-辅酶A或C18-酰基-辅酶A，它们进入内质网，在FAE催化下生成碳链长度介于C20～C36的VLCFAs（图1）[10]。FAE包含4种酶：KCS、KCR、HCD、ECR，其中KCS是决定VLCFAs碳链长度的限速酶（图1）[10,20-21]。VLCFAs经过脂肪醇和烷烃合成通路生成其衍生物：脂肪醛、烷烃、脂肪醇、酮和酯质等，其中CER1和CER3分别编码脂肪醛和烷烃合成酶；而CER4/FAR、WSD1和MAH1则依次编码脂肪醇、酯质和酮合成酶（图1）[10,22]。

除上述脂肪族蜡质组分外，三萜类也是果实蜡质重要的次生代谢产物，它的合成包含甲羟戊酸（mevalonate，MVA）途径和甲基赤藓糖醇-4-磷酸（2-methyl-D-erythritol-4-phosphate，MEP）途径[23]。其中MVA途径包含3个阶段：第1阶段是前体异戊烯基焦磷酸（isopentenylallyl pyrophosphate，IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（dimethylallyl pyrophosphate，DMAPP）的合成；第2阶段是2,3-环氧角鲨烯的合成；第3阶段是将2,3-环氧角鲨烯环化成各种C30三萜骨架并完成结构修饰。参与第3阶段反应的酶包括氧化鲨烯环化酶（oxidized squalene cyclase，OSC）和细胞色素P450单加氧酶（C28位氧化酶）、甲基转移酶和脱氢酶等修饰酶[11]。

植物中发现约100种OSCs[11]。如图2所示，苹果MdOSC1和MdOSC3编码的酶属于多功能OSCs，均能催化底物合成α-香树酯醇、β-香树酯醇和羽扇豆醇。MdOSC4和MdOSC5参与合成β-香树酯醇和羽扇豆醇，且MdOSC4编码的酶也能催化底物合成日耳曼醇。植物中细胞色素P450单加氧酶成员CYP716A的主要功能是氧化三萜骨架上的C28位点，合成三萜酸，其中蒺藜苜蓿CYP716A12是第1个被发现的家族成员，其将β-香树酯醇氧化为齐墩果酸。另外在果实中也筛选出一些CYP716A成员，如葡萄CYP716A15和CYP716A17均可将β-香树酯醇氧化成齐墩果酸，而葡萄CYP716A15也能将α-香树酯醇和羽扇豆醇氧化成熊果酸和白桦脂酸。番茄CYP716A44和CYP716A46可将α-香树酯醇、β-香树酯醇氧化成熊果酸和齐墩果酸[24]。苹果MdCYP716A175将MdOSC1/3/4/5编码酶催化合成的α-香树酯醇、β-香树酯醇、羽扇豆醇和日耳曼醇进行氧化修饰，合成熊果酸、齐墩果酸、白桦脂酸和摸绕酸[11]。

图2 苹果果实蜡质组分合成途径[11]Fig. 2 Synthesis pathway of wax components in apple fruits[11]

通过内质网膜与细胞膜结合或者高尔基体形成囊泡2种运输方式将VLCFAs及其衍生物以及三萜类等次生代谢产物分泌到细胞膜上，再由ABCG将其转运到质外体，接着由脂转运蛋白（lipid transporter protein，LTP）负责将其运输到果实表面，完成蜡质结构的装配[10-11]（图1、2）。

1.2 果实蜡质功能及合成结构基因的研究

在苹果、梨、柑橘、脐橙、桃和番茄等果实中可调控蜡质合成的蜡质合成酶和转运蛋白编码的基因被称为蜡质合成结构基因。例如，苹果MdLACS2基因不仅能提高苹果抗旱能力，使果面光滑，改善苹果品质，而且为苹果分子育种或者砧木选择提供了候选基因[25]。异源过表达MdCER1和MdCER2降低了转基因拟南芥株系对脱落酸（abscisic acid，ABA）敏感性，叶片和茎表面蜡质积累增多，叶片保水和抗旱能力增强[26]。苹果MdKCS1在转录因子MdMYB30的调控下表达，可以提高苹果愈伤组织的蜡质含量和抵御斑点葡萄球菌侵染的能力[27]。研究低温、3种活性因子以及乙烯利对几种梨果实蜡质代谢的影响，通过同源序列比对和转录组测序分析鉴定出与蜡质合成、分泌和转运相关的基因包括PbMAH1、PbKCS9/KCS20、PbCER60、PbDGAT1、PbFDH1和PbLTP4/LTPG1/CER5/WBC11等[19,28]。

进化分析筛选出的柑橘基因CsKCS2和CsKCS11在果实成熟期的果皮中表达量较高，在拟南芥中过表达CsKCS2和CsKCS11可增加叶片的蜡质积累[29]。转录组测序结合荧光定量鉴定出多个参与发育期‘纽荷尔’脐橙果实蜡质合成的关键基因（如CsACC1、CsCAC3、CsLACS1/LACS2/LACS4、CsKCS6/CER6/KCS10/KCS9/KCS11、CsCER1、CsCER2、CsCER3、CsCER10、CsCER4、CsFAR2和CsABCG11等）[30]。

在ABA诱导下，番茄SlCER6受转录因子SlMYB31的调控并表达，它们共同作用促进番茄果实蜡质的合成[16]。在‘October Sun’桃果实中也相继筛选出3个蜡质合成酶基因（PpCER1、PpLACS1和PpLipase）[31]。从越橘蜡质缺失突变体GT和患油斑病的绿柠檬中依次鉴定出与果实蜡质组分脂肪酸和酮类合成相关的一系列基因FabZ、FAD2、SAD6、CER26-like、FAR2、CER3-like、LTP、MIXTA和BAS等[2,32]。另外研究发现黄瓜基因CER4和CER7调控果实蜡质合成，以应对干旱胁迫，使果实顺利完成受精并防止器官融合[33]。

以上多数研究只对果实蜡质结构基因完成了初筛，基因功能验证研究较少，且目前已知果实中相关基因的数量远少于模式植物，有待进一步的鉴定和验证。

1.3 果实等植物器官中蜡质合成的调控

果实等植物器官中蜡质的合成和积累受到环境因素（如温度、光照、湿度和病原微生物等）和遗传特征的共同影响[34-35]。首先热处理和低温分别改变了‘Golden Delicious’苹果果实和盐芥叶片的蜡质组分比例和晶体结构[36-37]。光照引起拟南芥AP2/ERF转录因子DEWAX与SPL9（SQUAMOSA promoter binding protein-like 9）结合，共同作用抑制叶片和茎组织中烷烃和脂肪醇合成酶基因CER1和CER4的表达[38]。苹果果实蜡质的积累可以提高其对病原菌侵害的抵抗力[11]。ABA响应干旱胁迫，转录因子MYB96结合在KCS启动子区启动其表达，这促进了拟南芥叶片蜡质的积累[39]，另外ABA也能直接调控成熟樱桃果实蜡质组分奇数碳烷烃和C18脂肪酸含量的增加[40]；但ABA缺乏会引起甜橙果实蜡质晶体和代谢的改变从而导致成熟期果皮渗透率的增加[41]。乙烯、茉莉酸甲酯、棕榈酸和已二酸均对不同品种梨果实蜡质积累有不同程度的促进作用[28]。

对果实等植物器官蜡质积累的调控包括3种方式：转录调控、翻译调控和翻译后调控。转录调控主要的转录因子有AP2/ERF型、MYB型和HD-ZIP IV型[42]。柑橘基因CsMYB30的异源表达可以提高拟南芥叶片蜡质含量并改变蜡质组分比例和晶体结构，使植株对ABA和干旱的敏感性降低[43]。ABA通过调控MYB转录因子GL1的表达来增加发育期柑橘果实蜡质含量，并促进果实成熟[44]。苹果的果锈病由果实蜡质合成代谢紊乱引起，这与果皮中MdSHN3转录本的降低有关[45]。除上述转录调控外，翻译和翻译后调控在蜡质合成调控研究中也曾有报道。E3连接酶DHS（DROUGHT HYPERSENSITIVE）泛素化降解HD-ZIP IV型转录因子ROC4的表达，从而削弱水稻叶片蜡质的积累[46]。应对高湿环境时，Kelch类F-box基因SAGL1（SMALL AND GLOSSY LEAVES1）加速烷烃合成酶编码基因CER3的降解，从而减少拟南芥叶片组织蜡质组分烷烃的积累，增加叶片渗透性[47]。

2 乙烯调控园艺作物果实蜡质合成

乙烯调控果实生长发育并响应各种环境因子来调控果实品质形成和货架期品质劣变，其中次生代谢物蜡质具有防止果实开裂、失水、营养物质损失、果皮油腻、抵御病原菌侵害和UV-C辐射等重要作用[48]。因此从果实品质形成、延缓品质劣变和开发果品贮藏保鲜新技术的角度考虑，探究乙烯与果实蜡质合成的调控关系就显得尤为重要。

2.1 乙烯调控苹果果实蜡质的合成

研究发现长期低温贮藏时，乙烯加速蜡质晶体的融化和果实衰老，可能通过上调基因MdCER6、MdCER4和MdWSD1的表达加速蜡质组分VLCFAs及后续衍生物脂肪醇和烷烃的合成，进而改变苹果品质[5,49]。与之相反的是，乙烯抑制剂1-甲基环丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）结合气调处理延缓了‘新红星’‘红富士’‘Royal Gala’等苹果蜡质中C16烷酸、C18:2烯酸、C28烷酸、C29脂肪醇、C18酰基-丁醇酯、C18酰基-己醇酯等物质的积累，降低奇数碳烃类物质（如C27烷烃、C29烷烃和C29烯烃）含量，同时延缓‘Royal Gala’苹果蜡质晶体含量增多和体积增大的进程，使蜡质分布不均匀，加速果面微裂纹的形成，但提高了果实可滴定酸和可溶性糖的含量[49-51]。综上说明乙烯促进果实蜡质组分、蜡质晶体含量和形态的改变，而1-MCP的作用相反，进而影响果实品质和衰老进程。另外，采后贮藏阶段苹果蜡质中脂肪酸（尤其是C16和C18）和酯类物质含量上升，乙烯处理苹果后释放的香气物质为己醇和己醇酯（己醇与C18:1和C18:2酯化合成），推测乙烯调控果实成熟和衰老进程与果实蜡质改变及香气物质的释放可能具有协同作用[52]。

一些品种苹果贮藏时易出现果皮油腻问题。与抗油腻品种‘Red Delicious’相比，‘Jonagold’和‘Cripps Pink’更容易发生果皮油腻，这与果实蜡质组分中C18:1烯酸与短链醇、法尼醇合成酯类物质的含量增加有关，酯类物质可溶解蜡质晶体[53]。易油腻品种‘Royal Gala’的研究结果表明，除蜡质组分改变外，3种烯酸（C18:1、C18:2和C18:3）与法尼醇合成的酯质以及C29脂肪醇的含量均升高[54-55]。推测以上蜡质变化可能与采后苹果果实内源乙烯含量升高有关，内源乙烯释放对一些品种苹果蜡质组分尤其是脂肪酸含量的升高有明显促进作用[56]。1-MCP对常温贮藏苹果蜡质合成代谢影响的研究结果表明，1-MCP可能通过降低脂肪酸和酯质合成酶基因KASII、KASIII、KASI、CAC1、CAC3、SAD6和FAD2等的表达来降低3种脂肪酸（C16:0、C18:1和C18:2）以及这些脂肪酸与C3～C5短链醇合成的酯类物质（共12种组分）含量，以减缓蜡质晶体的溶解速率，最终延缓果皮油腻进程[57]。1-MCP结合动态气调处理也可以降低‘Maxi Gala’苹果蜡质组分中脂肪酸和C29脂肪醇的含量[58]。这些研究表明不同苹果品种发生的果皮油腻现象与果实蜡质改变有关，乙烯加速果实蜡质组分含量的改变及蜡质晶体溶解的速率，进而引发苹果果皮油腻。

2.2 乙烯调控梨果实蜡质的合成

据报道乙烯利处理可以提高常温贮藏梨果实（‘丰水梨’‘翠冠梨’‘玉露香梨’）的蜡质含量[28]。另外乙烯促进‘库尔勒香梨’和‘苹果梨’果实蜡质中萜类、烯烃等组分和总蜡质含量的增加，但减少了蜡质组分的种类，加速了果实软化[59-62]，而乙烯抑制剂1-MCP能保持蜡质组分的多样性并对蜡质含量无明显影响，1-MCP延缓C29烷烃、C27烷烃（果实失水相关成分）含量的下降，以及棕榈酸、反油酸、顺-11-二十烯酸和C29脂肪醇等组分含量的上升，起到保鲜效果[59-62]。笔者课题组前期研究1-MCP对低温贮藏‘红香酥梨’果实蜡质影响发现，1-MCP可能通过抑制乙烯信号感知和传递，降低13个蜡质合成结构基因（LACS1、LACS2、KCS2、KCS9、KCS20、FDH、CER6、CER10、LTPG1、LTP3、LTP4、ABCG11和ABCG12）的表达，进而降低‘红香酥梨’果实总蜡质含量，延缓蜡质晶体体积增大、融化和瓦解过程，起到抑制衰老的作用[18]。以上研究表明，尽管贮藏条件和果实品种不同会造成乙烯对果实蜡质影响的差别，但总体依然呈现乙烯抑制剂1-MCP通过抑制信号传递来延缓果实蜡质组分种类多样性的降低以及蜡质结构的变化，进而保持果实优良品质。

2.3 乙烯调控其他果实蜡质的合成

研究发现乙烯处理会引起脐橙总蜡质含量的增加，合成新的蜡质组分，改变果实蜡质结构，组装后的蜡质晶体附着于果实表面并隐藏裂纹和气孔，减少果实失水、果皮凹陷和果皮无法着色等品质劣变问题，增强脐橙对假丝酵母菌侵染的抗病能力[63-64]。在适宜浓度条件下，乙烯促进柑橘果实蜡质苯乙醇和法尼醇的生成，却阻碍三萜类化合物的积累；随贮藏时间延长，蜡质中醇类、角鲨烯和木质纤维酸的含量减少，而谷甾醇、法尼醇和C22烷烃的含量增加，通过表皮蜡的变化使果实保持较高质量[65]。这些研究表明乙烯改变园艺作物果实的品质可能通过调控果实蜡质的合成来实现。

3 AP2/ERF调控模式植物、农作物和园艺作物果实蜡质的合成

3.1 AP2/ERF家族简介

AP2/ERF家族具有60～70个保守氨基酸组成的DNA结合结构域，基于保守结构域的个数可将其分为AP2、ERF、RAV亚族，其中AP2亚族包含2个AP2/ERF保守域，ERF亚族仅包含1个AP2/ERF保守域，而RAV亚族包含1个AP2/ERF保守域和1个B3保守域[66]。AP2亚族调控植物器官生长发育，如花的发育以及籽粒大小等。ERF亚族主要由CBF/DREB和ERF两种成员构成，其中ERF成员具有GCC-box（AGCCGCC）保守域，可与病程相关（pathogenesis-related，PR）基因的启动子结合，调节植物抗病响应。DREB成员的保守序列CCGAC结合在顺式作用元件上调控低温和干旱等非生物响应，以及激素ABA和乙烯信号响应。RAV家族也被预测能够响应乙烯信号及生物与非生物胁迫[66-67]。

3.2 植物中AP2/ERF的发现

通过全基因组测序以及表达序列标签（expressed sequence tag，EST）筛选发现许多植物中存在AP2/ERF转录因子[67]。其中拟南芥包含122个ERF亚族、18个AP2亚族、 6个RAV亚族，大豆包含98个ERF亚族、26个 AP2亚族、2个RAV亚族，水稻包含131个ERF亚族、26个AP2亚族、7个RAV亚族。而园艺作物葡萄包含109个ERF亚族、18个AP2亚族、4个RAV亚族，黄瓜中发现103个ERF亚族、20个AP2亚族、4个RAV亚族，番茄包含85个ERF亚族、16个AP2亚族、3个RAV亚族，苹果包含51个ERF亚族、5个AP2亚族、2个RAV亚族，梨包含155个AP2/ERF亚族、26个AP2亚族、9个RAV亚族[66-67]；以上研究结果表明植物AP2/ERF家族中ERF亚族的数量明显高于AP2和RAV 2个亚族，目前大多数成员的功能还未解析。

3.3 植物中AP2/ERF的功能

以下从参与激素调控植物生长发育的过程、应对非生物胁迫、应对生物胁迫及对各种代谢物合成的调节4 方面阐述AP2/ERF因子的功能：1）AP2/ERF因子参与调控花器官生长发育及花器官衰老、小穗分生组织发育、根发生和发育、叶面积大小及种子发育、果实成熟和种子形成等过程；2）AP2/ERF因子响应植物非生物胁迫，如拟南芥基因CBF1/CBF2/CBF3/CBF4、DREB2A/DREB2C、RAP2.2和ERF71分别参与低温、干旱、高盐和缺氧等胁迫响应，水稻基因OsDREB1A、OsERF71、OsERF101和OsDREB响应干旱、高盐和低温胁迫；3）AP2/ERF提高植物抵抗病毒、细菌和病虫害的能力。过表达大豆GmERF5/ERF113/ERF3和水稻OsRap2.6或者沉默表达水稻OsERF922均能激活病程基因PR和PAL等的表达，提高植物对大豆疫霉菌侵染和水稻稻瘟病的抗性；4）AP2/ERF参与青蒿素、萜类吲哚生物碱、丹参酮、酯质和蜡质的生物合成[66-67]。目前植物中筛选和鉴定功能的AP2/ERF因子主要参与植物发育和胁迫响应，而对于调控生物活性物质合成的基因的功能解析还比较少，尤其是鉴定出功能的调控园艺作物蜡质合成的AP2/ERF因子的数量仍十分有限。

3.4 AP2/ERF调控模式植物、农作物和园艺作物果实蜡质的合成

模式植物和一些农作物中已鉴定出许多调控蜡质合成的AP2/ERF因子，这为园艺作物果实中筛选具有类似功能的AP2/ERF因子提供了丰富的同源序列信息。拟南芥基因AtDEWAX和AtDEWAX2作为负调节因子参与调控黑暗和光照周期中茎叶组织总蜡质的积累，另外叶片中AtDEWAX的表达量高于茎组织，说明它介导的转录抑制可能参与植物表面蜡质积累的器官特异性调节，它们受黑暗诱导表达，结合于蜡质合成酶基因CER1、KCS12、LACS2/LACS1、ECR和FAR6的启动子区来抑制上述基因的表达，从而减少黑暗环境下茎叶组织的蜡质沉积[68-69]。油莎草CeWRI4-like可能通过促进叶片表皮蜡的生物合成和沉积来提高拟南芥的耐旱性[70]。拟南芥AtWRI4直接结合于蜡质合成基因LACS1、PAS2、ECR和WSD1的启动子区启动它们的表达，然而AtWRI4缺失会引起茎表面蜡质组分C29烷烃含量和蜡质晶体数量的显著下降[71]。另外AtWRI1调控种子表面蜡质组分的积累，而AtWRI3为花器官角质合成提供前体，以防止发育器官黏合造成不育现象[72-73]。苜蓿WXP1和WXP2能增加拟南芥叶片中正构烷烃等主要蜡质组分的积累并提高其抗旱性，但与WXP2相比，苜蓿WXP1还能提高拟南芥和苜蓿的抗冻性，增加叶片中C30脂肪醇等蜡质组分的含量[74-75]。作为改善植物应对热激、干旱和高盐等非生物胁迫耐受性的重要候选基因，过表达大麦HvSHN1可以上调烟草叶片中蜡质合成相关基因的表达[76]。拟南芥AtWIN1、水稻OsWR1、大豆GmSHN1和GmSHN9、甘蓝BnWIN1的过表达使植株叶片中蜡质合成基因KCS1、CER2、CER1、LACS2、FAE-1、BCCP1和DGAT2转录本的表达升高，进而使C29烷烃和C31烷烃等主要蜡质组分含量明显升高，最终增强植株的抗逆能力[77-80]。相反，沉默表达大麦HvWIN1基因使大麦小穗易受镰刀菌侵染，这与花序中蜡质组分C18:2烯酸和C16:0烷酸含量的降低有关[81]。

目前已筛选出具有调控果实蜡质合成功能的此类转录因子。如研究苹果果实中转录因子MdWRI4[82]和MdSHINE2[83]（与拟南芥AtSHINE2同源）调控环境应激反应的潜在途径发现，它们的过表达使拟南芥茎叶表皮的渗透率和器官失水率显著下降，幼苗对ABA的敏感性降低，植物对干旱和盐分等胁迫的耐受性增强，这与植物茎叶器官蜡质含量和蜡质晶体数量的增加有关[82-83]。对番木瓜两个品种抗旱能力的研究表明，耐旱强的果实品种中CpSHN1和CpSHN2的表达量更高，进而迅速上调胁迫耐受基因的表达，使果实表面积累更多蜡质，因此它们可作为培育优良耐旱品种的候选基因[84]。在模式作物番茄中过表达SlSHN1使茎叶组织中部分蜡质结构基因的转录本升高，这引起茎叶器官蜡质的沉积，使其呈现深绿色，另外植株保水和抗寒能力也明显增强[85]。海棠果实McWRI1基因的功能研究表明，McWRI1能激活蜡质结构基因McKCS、McLACS和McWAX的启动子区来调控上述基因的表达，并增加海棠果实中烷烃等蜡质组分的积累，延长果实货架期和新鲜度[86]。在果实中调控蜡质合成的AP2/ERF因子主要响应低温、干旱和ABA等的诱导，但对乙烯的响应研究却很少，还有待进一步分析，这将为完善果实蜡质转录调控网络提供参考。

4 结 语

不同种类果实蜡质组分种类和比例不同。尽管园艺作物番茄、苹果、亚洲梨、殷桃、桃和甜椒果面蜡质主要由烷烃和三萜类物质构成，但除上述两种组分外，一些梨品种果实蜡质组分富含初级醇和生育酚等组分[15,19]；李子和一些苹果品种果实蜡质含有较高含量的次生醇[53,87]；番茄果实蜡质含有较高含量的多不饱和脂肪族组分（烯烃和烯醇）[88]；黄瓜、蔓越莓和柑橘果实蜡质富含脂肪醛组分[8,89-90]；蓝莓果实蜡质含有丰富的β-双酮[7,13]。随着果实中未知蜡质组分分析的深入，果实蜡质合成途径中相关酶和转运蛋白的编码基因将逐渐被解析，果实蜡质合成途径网络将进一步完善。果实蜡质合成途径是多基因参与的复杂调控过程，蜡质结构基因的发现为筛选和鉴定蜡质合成调控的转录因子提供了丰富的靶基因。

果实蜡质的合成和积累受干旱、温度、湿度和紫外线辐射等非生物胁迫的影响，也受体内ABA和乙烯等激素信号传递系统的调控，因此蜡质组分的组成和结构会发生改变，其中很多转录因子参与了这一调控过程，如AP2/ERF、MYB、WRKY、MIXTA和MIXTA-LIKE等，进而提高园艺作物耐受各种非生物胁迫的能力，提高果实产量及其外观和内在品质。通过激素（如乙烯）、非生物胁迫因子及两者的共同作用，筛选出关键的蜡质合成调控因子，定向用于园艺作物优良品种选育和果蔬贮运保鲜新技术的开发。

乙烯是果实中重要的植物激素，但其调控蜡质合成的信号系统中下游转录因子的潜在调控机制还不明确，因此需要借助现代分子生物学和工程技术手段如代谢组和转录组关联分析、酵母单/双杂交、CRISPR/Cas基因编辑、病毒诱导沉默表达、凝胶迁移实验以及荧光素酶报告基因结合活体成像检测技术等，深入解析此类转录因子的功能。