白藜蘆醇是具有芪類結(jié)構(gòu)的多酚類化合物，能夠提高植物抵御生物及非生物脅迫的能力，對(duì)人體也具有保健作用。葡萄是少數(shù)能夠合成白藜蘆醇的植物之一，也是獲取天然白藜蘆醇的重要來(lái)源。然而，在多數(shù)葡萄品種中白藜蘆醇含量較低，難以滿足市場(chǎng)需求。白藜蘆醇的合成除了與葡萄本身的遺傳背景有關(guān)外，也受到外界環(huán)境因素的影響。芪合酶STS是白藜蘆醇合成的關(guān)鍵酶，但關(guān)于STS基因表達(dá)的精細(xì)調(diào)控機(jī)制特別是對(duì)環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制知之甚少。

 

　　中國(guó)科學(xué)院植物研究所葡萄與葡萄酒科學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)酵母篩庫(kù)首次鑒定到對(duì)白藜蘆醇合成具有負(fù)調(diào)控作用的R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子MYB30。MYB30與已報(bào)道的正調(diào)控因子MYB14可以競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合STS15/21啟動(dòng)子。當(dāng)葡萄受到紫外光脅迫后，MYB30與MYB14的表達(dá)分別下調(diào)與上調(diào)，這使STS15/21啟動(dòng)子上積累了大量的正調(diào)控因子，且STS15/21的表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)白藜蘆醇合成。而當(dāng)白藜蘆醇積累到一定量時(shí)，受白藜蘆醇誘導(dǎo)的WRKY8轉(zhuǎn)錄因子被激活，它可以上調(diào)MYB30和下調(diào)MYB14的表達(dá)水平，其N端還能夠與MYB30和MYB14的DNA結(jié)合域互作，導(dǎo)致STS15/21表達(dá)下調(diào)，白藜蘆醇合成減少。MYB14-WRKY8-MYB30組成的激活-抑制分子模塊揭示了葡萄體內(nèi)白藜蘆醇合成存在自我平衡的機(jī)制。同時(shí)，這一模塊在一定程度上闡釋了不同葡萄品種白藜蘆醇含量差異的可能機(jī)制。該研究為運(yùn)用基因工程等手段生產(chǎn)白藜蘆醇以及培育高含量白藜蘆醇葡萄品種奠定了一定的理論基礎(chǔ)。

 

　　10月18日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表在The Plant Cell上。美國(guó)肯塔基州立大學(xué)/中科院華南植物園的科研人員參與研究。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。