一种新型转录因子CmMYB012抑制高温下菊花黄酮和花青素的生物合成
一种新型转录因子CmMYB012抑制高温下菊花黄酮和花青素的生物合成
【字体： 大 中 小 】 时间：2021年12月22日 来源：Horticulture Research
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花的颜色主要来源于花瓣细胞中色素的积累，植物色素分为四大类:花青素、类胡萝卜素、叶绿素和甜菜碱。花青素属于类黄酮家族，是植物色素的重要组成部分。彩色花青素有助于吸引传粉者，保护植物免受非生物胁迫，如紫外线辐射和干旱，无色类黄酮和黄酮醇是植物信号传递和防御不可或缺的一部分。
过量光照、紫外线辐射、干旱和低温等环境因子促进了植物类黄酮的积累。类黄酮含量的增加有助于植物维持正常的生长发育，消除在不利条件下产生的过量活性氧(ROS)。有趣的是，高温是一种常见的环境胁迫，它诱导ROS的产生，但抑制植物体内类黄酮的积累。虽然高温诱导花青素积累减少的研究已经很深入，但高温如何抑制花青素以外的黄酮类化合物的积累，尤其是黄酮类化合物的积累仍不清楚。由于模型植物拟南芥缺乏一种编码黄酮合成酶(FNS)的基因，因此在植物中对FNS催化黄酮合成的调控机制研究较少。
在一项新的研究中，中国南京农业大学的研究人员报告称，黄酮类化合物在消除活性氧方面发挥了主要作用，高温处理菊(chrysanthemum × morifolium)可以抑制黄酮类化合物。高温处理后，CmFNS的表达也明显下降。为了揭示CmFNS在高温下下调的调控机制，研究人员通过酵母杂交(Y1H)筛选并鉴定了CmMYB012，一个可能作用于CmFNS上游的调控因子。Y1H测定、染色质免疫沉淀(ChIP)-PCR、电泳迁移率测定(EMSAs)和双荧光素酶(Dual-LUC)测定表明，CmMYB012直接结合到CmFNS启动子中的AACATT元件，使CmFNS表达失活。正如预期的那样，过表达CmMYB012对高温下植物适性有负面影响，而抑制CmMYB012则相反。
该研究小组还发现，CmMYB012在菊花中同时作为花青素生物合成和粉红色花朵颜色形成的负调控因子。根据Y1H和double - luc实验，CmMYB012与CmCHS、CmDFR、cman和CmUFGT的启动子相互作用，抑制其转录，从而降低花青素含量。这些结果表明，高温通过上调CmMYB012的表达来影响菊花花色的形成。这项研究发表在12月1日的开放获取期刊《园艺研究》上。
作者指出，“我们的发现为高温调节黄酮类和花青素代谢的机制提供了新的见解，从而影响植物的适应性和花的颜色形成。”
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