喜讯频传，硕果盈枝！近日，我院田佶教授团队在国际植物生物技术领域顶级期刊Plant Biotechnology Journal上在线发表了题为“Genome Assembly Revealed MdZAT5 Coordinates Anthocyanin Biosynthesis in Apple Fruit Peel and Flesh by Interacting With MdHY5”的研究论文。该研究在苹果果实色泽形成的分子调控机制方面取得了重要进展，为苹果品质改良的分子设计育种提供了关键的理论基础与基因资源。

花青素是决定苹果果实红色、紫色等外观色泽的核心色素，更因其卓越的抗氧化活性而与人体健康密切相关。当前，培育果皮浓红且果肉富含花青素的苹果新品种是育种家的重要目标。然而，调控果皮与果肉协同着色的上游分子开关及其如何整合环境与激素信号的机制，一直是领域内亟待破解的科学难题。

田佶教授团队选取了果皮果肉持续红色的苹果种质‘Royalty’作为研究材料，综合利用 PacBio HiFi长读长测序与Hi-C染色体构象捕获技术，成功构建了‘Royalty’的高质量单倍型分相基因组，为后续精准解析奠定了坚实基础。

通过对果皮和果肉多个发育阶段的转录组进行深入分析，研究团队利用加权基因共表达网络分析，成功锁定了一个在果皮和果肉花青素合成模块中均被视为枢纽基因的候选因子——C2H2型锌指转录因子MdZAT5。这一发现表明MdZAT5在双组织着色协同调控中扮演着核心角色。

随后的功能验证表明，MdZAT5的两个同源拷贝（MdZAT5-3G和MdZAT5-11G）发生了明显的功能特异性分化。其中，MdZAT5-3G的启动子富含光与茉莉酸甲酯响应元件，能够特异性地响应这两种信号，并在苹果愈伤组织和果实瞬时过表达实验中显著促进花青素的积累；而MdZAT5-11G则不具备此功能。

在机制探索上，研究团队揭示：

1. 直接靶向调控：通过酵母单杂交、双荧光素酶报告系统等实验，证实MdZAT5-3G能够直接结合并激活花青素合成途径上游关键结构基因MdCHS、MdCHI和MdF3H的启动子。

2. 协同增效互作：发现MdZAT5-3G与光信号通路核心转录因子MdHY5在体内外均能发生物理相互作用。两者在苹果果实中共表达时，对花青素合成的促进作用显著强于单独表达，表现出强大的协同效应。MdHY5能够显著增强MdZAT5-3G对其下游靶基因的转录激活能力。

3. 结构生物学分析：通过AlphaFold2蛋白结构预测，揭示了MdZAT5两个同源拷贝在三维结构，尤其是表面口袋分布上的差异，从结构层面为其功能分化提供了合理解释。

该项研究系统性地阐明了MdZAT5-MdHY5转录模块通过整合光与茉莉酸甲酯信号，协同激活花青素合成通路，从而精准调控苹果果皮与果肉协同着色的分子机制（如图所绘）。这一发现不仅深化了对果树果实色泽复杂调控网络的理解，更预示着未来通过基因编辑等技术精准调控这一模块，有望实现对果实着色强度与均匀度的“设计育种”，具有重大的应用前景。

北京农学院和北京林业大学联合培养博士生赵梦南、已毕业硕士生张墨森、孙威磊为论文共同第一作者，田佶教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家林草局青年拔尖人才项目及北京市高精尖学科建设项目的资助。