南京农业大学揭示红肉梨花青苷合成调控分子机制
果实具有鲜艳的色泽不仅有利于提高外观品质和商品价值，形成色泽的主要组分花青苷等还具有重要的营养价值，因此色泽一直是衡量果实品质的重要性状。在众多的果品中，很多水果因具有红皮、红肉性状而深受消费者青睐。相比较，梨的果实色泽偏淡，主要是以绿色、褐色为主，特别是亚洲梨中只有少数的红皮梨资源，而西洋梨中不仅有较多的红皮梨，且发现了稀有的红肉梨野生资源。虽然对红皮梨的色泽调控研究已经有较多的报道，目前对于红肉梨中花青苷合成调控的分子机制知之甚少，仍有待于开展深入研究。
近期，南京农业大学吴俊教授团队在Journal of Integrative Agriculture(《农业科学学报》(英文)，JIA) 2023年9期正式发表了题为“The PcERF5 promotes anthocyanin biosynthesis in red-fleshed pear (Pyrus Communis) through both activating and interacting with PcMYB tranion factors”的研究论文，揭示了红肉梨中花青苷合成的分子调控机制。
该研究基于红肉梨（‘Summer Blood Birne’）与白肉梨（‘Bartlett’和‘Rosired Bartlett’）的转录组比较分析，鉴定到一个在果肉中表达趋势与花青苷含量变化显著相关的乙烯响应因子PcERF5。进一步通过瞬时转化梨果皮和稳定转化苹果愈伤组织，验证了候选基因PcERF5调控花青苷生物合成的功能。分子生物学研究结果表明，PcERF5可通过不同途径调控花青苷的生物合成。一方面，PcERF5激活了花青苷生物合成途径中结构基因（PcDFR、PcANS和PcUFGT）以及关键转录因子基因PcMYB10和PcMYB114的表达。另一方面，PcERF5与PcMYB10互作形成ERF5-MYB10蛋白复合体，增强了PcERF5对其靶基因的转录激活。本研究率先揭示了红肉梨果实中花青苷合成的调控机制，发现的调控路径拓展了花青苷生物合成调控网络，也为进一步开展红肉梨的分子育种提供了理论指导和基因资源。
图1 红肉梨与白肉梨表型及花青苷含量差异比较
图2 苹果愈伤组织过表达PcERF5促进花青苷合成
南京农业大学园艺学院常耀军博士为论文第一作者，南京农业大学吴俊教授和美国伊利诺伊大学Schuyler S. Korban教授为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金重点国际合作项目（31820103012）、国家梨产业技术体系（CARS-28）和江苏省梨产业技术体系（JATS[2022]454）的资助。
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https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.07.007
Cite the article:
CHANG Yao-jun, CHEN Guo-song, YANG Guang-yan, SUN Cong-rui, WEI Wei-lin, Schuyler S. KORBAN, WU Jun. 2023. The PcERF5 promotes anthocyanin biosynthesis in red-fleshed pear (Pyrus communis) through both activating and interacting with PcMYB tranion factors. Journal of Integrative Agriculture, 22(9): 2687-2704.
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