作者:张晴丹 来源:中国科学报 发布时间:2022/2/18 14:11:37
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丁香酚代谢调控新机制获揭示

 

近日,安徽农业大学园艺学院草莓研究团队在国际植物科学领域重要期刊《植物生理学》(Plant Physiology)发表研究论文,揭示了FaMYB63调控草莓果实丁香酚代谢的分子机制。

丁香酚是广泛存在于植物花和成熟果实中一类重要的苯环型/苯丙酸类挥发物,具有多种生物学效应和医疗保健功能。丁香酚可以吸引生物传粉和传播种子,防御食草动物,也可以作为保护剂防御病原菌等寄生生物的侵袭;丁香酚还具有抗氧化、抗菌、抗虫和调味等功能,受到研究者的密切关注。同时,丁香酚是草莓果实香气的关键组分,但在八倍体栽培草莓果实中含量显著低于二倍体野生型草莓。迄今,丁香酚的生物合成途径在植物中已基本清楚,大多数被鉴定的苯丙素途径调控因子已被验证在草莓果实发育后期的成熟阶段发挥作用,而在大绿果期草莓果实中丁香酚含量较高,但尚不清楚该阶段丁香酚积累是如何被转录调控的。

在草莓中,丁香酚合酶编码基因FaEGS1和FaEGS2以及肉桂醇脱氢酶编码基因FaCAD1对于丁香酚的产生至关重要。FaEGS1和FaEGS2主要分别在草莓绿果期和成熟期果实中表达。本研究为鉴定参与调控FaEGS1的转录因子,利用FaEGS1启动子为诱饵进行酵母单杂筛选,并对其筛选结果中一个R2R3-MYB转录因子FaMYB63进行进一步研究。FaMYB63定位于细胞核,RT-qPCR分析表明,FaMYB63表达具有组织和阶段特异性,并与草莓果实发育期间的丁香酚含量相一致,且被脱落酸(ABA)抑制和生长素(IAA)激活。FaMYB63过表达和RNAi介导的沉默导致丁香酚合成基因FaEGS1、FaEGS2和FaCAD1的转录水平发生显著变化,进而影响丁香酚积累。EMSA、酵母单杂、GUS活性和双荧光素酶活性检测结果表明,FaEOBII和FaMYB10的转录同样受FaMYB63调控,但反之则不然。

总之,这些结果为深入了解草莓丁香酚合成途径的调控网络提供了新思路。

该研究得到了国家重点研发计划、安徽省重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1093/plphys/kiac014

 
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