HPJ|南京农大郑永华教授和金鹏教授团队: 硫化氢通过PpWRKY33-PpNR和PpGSNOR维持一氧化氮稳态调控桃果实抗冷性

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Horticultural Plant Journal

近日，Horticultural Plant Journal在线发表了南京农业大学郑永华教授和金鹏教授团队题为“Hydrogen sulfide maintains nitric oxide homeostasis through PpWRKY33-PpNR and PpGSNOR to enhance cold tolerance of peach fruit（硫化氢通过PpWRKY33-PpNR和PpGSNOR维持一氧化氮稳态调控桃果实抗冷性）”的研究论文。

桃果实采后易受病原菌侵染而腐烂变质，低温贮藏是其采后保鲜的常规技术手段。但桃果实属于冷敏性果实，长期冷藏易引发果肉褐变、后熟异常、风味变淡等冷害症状，成为产业保鲜技术升级的瓶颈。硫化氢（H₂S）作为第三种气体递质，与其他信号分子的交叉作用在果蔬抗逆应答中发挥重要作用。前期研究发现H₂S处理可协同增强NO合成关键酶NR和清除关键酶GSNOR活性，通过维持NO稳态诱导桃果实采后抗冷性。深入研究其分子机制，为解析桃果实冷害发生规律、优化采后保鲜技术体系提供理论指导。

H₂S响应的PpWRKY是否参与调控桃果实内源NO合成？H₂S处理如何协同调控桃果实中NR和GSNOR活性以维持NO稳态？

（1）H₂S处理维持冷藏桃果实胞内NO稳态

利用NO特异性荧光探针（DAF-2 DA）检测胞内NO浓度，发现H₂S处理显著提高冷藏桃果实NO的早期峰值（贮藏前48 h），表明H₂S处理可以激活NO对低温胁迫的瞬时信号响应。长期冷藏过程中，桃果实胞内NO浓度在贮藏前14 d持续上升，在贮藏末期H₂S处理组与对照组无显著性差异，说明H₂S处理可精细调控冷藏桃果实NO水平。

图1 贮藏前48 h桃果实胞内NO浓度

（2）H₂S响应的PpWRKY33正调控PpNR表达和NO合成

PpNR启动子含有W-box顺式作用元件，为PpWRKY33的潜在结合位点。通过DLR、活体成像系统、EMSA实验和分子对接，证实了PpWRKY33可直接结合PpNR启动子并激活其表达。在烟草和桃果实中瞬时过表达PpWRKY33，均显著提高NR活性和NO含量，表明PpWRKY33是桃果实NO生物合成的正调控因子。

图2 PpWRKY33正调控PpNR表达和NO合成

（3）H₂S处理增强PpGSNOR的酶活性

体外实验表明H₂S对PpGSNOR酶活性的增强作用呈浓度依赖性。柔性分子对接分析表明，PpGSNOR的Cys271为H₂S的潜在巯基化位点。该修饰可改变PpGSNOR配体口袋的结构和静电势，促进PpGSNOR与NADH的相互作用，但仍需进一步验证。上述结果表明，H₂S处理可能通过巯基化修饰增强PpGSNOR酶活性，清除过量NO，从而维持冷藏桃果实NO稳态。

图3 体外实验和分子对接分析H₂S处理增强PpGSNOR的酶活性

本研究明确了H₂S处理通过协同激活PpWRKY33-PpNR通路、增强NADH依赖的PpGSNOR酶活性，维持冷藏桃果实胞内NO稳态，增强桃果实采后抗冷性。该研究不仅丰富了果蔬采后抗冷的信号调控网络，也为桃果实采后保鲜技术的创新与优化提供了全新的分子靶点和实践思路。