近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所漿果類果樹栽培與生理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了脫落酸信號響應(yīng)基因在藍(lán)莓果實(shí)花青苷合成中的重要調(diào)控作用,相關(guān)研究成果在植物科學(xué)JCR一區(qū)期刊《植物生理與生化(Plant Physiology and Biochemistry)》(IF:6.5)上發(fā)表。
花青苷是一類重要的植物次生代謝產(chǎn)物,賦予植物營養(yǎng)組織和生殖器官豐富的顏色,并保護(hù)植物免受環(huán)境脅迫下產(chǎn)生的活性氧的影響。藍(lán)莓花青苷含量豐富且廣泛分布于世界各地,因口感細(xì)膩、營養(yǎng)價值高等特點(diǎn)備受消費(fèi)者青睞。目前,藍(lán)莓花青苷合成與積累的機(jī)制研究與模式植物相比較為落后,目前尚無有效的功能基因能用于藍(lán)莓花青苷含量的分子輔助育種和品質(zhì)改良。外源激素脫落酸可調(diào)控花青苷積累,但其作用機(jī)制尚不明確,明確花青苷合成機(jī)制對藍(lán)莓育種和栽培調(diào)控具有重要意義。
本研究通過轉(zhuǎn)錄組測序篩選到一個響應(yīng)脫落酸信號且正調(diào)控藍(lán)莓花青苷合成的轉(zhuǎn)錄因子VcbZIP55。通過瞬時表達(dá)轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn),分別在煙草葉片、藍(lán)莓葉片以及藍(lán)莓果實(shí)中鑒定了VcbZIP55具有促進(jìn)花青苷合成的功能。此外,本研究還通過穩(wěn)定轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該基因可以促進(jìn)藍(lán)莓體內(nèi)花青苷的合成,在藍(lán)莓轉(zhuǎn)基因不定芽和幼苗中均可觀察到明顯的花青苷積累。進(jìn)一步利用Y1H和煙草葉片瞬時表達(dá)等實(shí)驗(yàn)證明了VcbZIP55可以直接結(jié)合到VcMYB1啟動子上的G-Box基序并激活啟動子的表達(dá)。綜上,本研究揭示了VcbZIP55轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)VcMYB1促進(jìn)藍(lán)莓花青苷生物合成的分子機(jī)制。通過本研究,將進(jìn)一步明確藍(lán)莓花青苷合成的途徑,豐富植物花青苷代謝的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),為探究植物激素調(diào)控花青苷合成的分子機(jī)制奠定理論基礎(chǔ)。
果樹研究所宋楊研究員為該論文通訊作者,該研究得到中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(No.Y2022PT15)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(CAAS-ASTIP)等項(xiàng)目的資助。原文標(biāo)題:Molecular mechanism of abscisic acid signaling response factor VcbZIP55 to promote anthocyanin biosynthesis in blueberry (Vaccinium corymbosum)
