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)新團隊宋楊課題組揭示了脫落酸（abscisic acid，ABA）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑關(guān)鍵基因VcSnRK2.3在藍莓果實花青素合成中的重要調(diào)控作用，相關(guān)研究成果在植物科學(xué)JCR一區(qū)期刊《植物科學(xué)前沿（Frontiers in Plant Science）》（IF：6.627）上發(fā)表。
花青素是一類廣泛存在于植物花、果實、莖和葉中的水溶性天然色素。隨著人們對花青素的不斷深入研究，發(fā)現(xiàn)花青素不僅可以被用作食用色素，而且具有很強的抗氧化能力。因此近年來，對植物花青素的關(guān)注度不斷提高，花青素在保健食品、化妝品和醫(yī)藥品行業(yè)得到廣泛發(fā)展利用。花青素合成過程在轉(zhuǎn)錄水平上主要受結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子的表達調(diào)控。此外，不同的環(huán)境因素以及外源激素也會影響植物花青素的合成。
藍莓是杜鵑花科越橘屬一種高經(jīng)濟價值的特色小漿果，有“漿果之王”的美譽，藍莓的保健功能主要源于其花青素類活性物質(zhì)。目前對藍莓花青素的研究主要集中在提取純化、理化性質(zhì)分析、藥學(xué)功效評價等方面，關(guān)于花青素在藍莓果實中的合成及積累機理的研究較少。SnRK2是植物特有的蛋白激酶家族，同時是ABA信號通路的重要組成成分。ABA是影響藍莓等非呼吸躍變植物果實成熟及花青素積累的重要植物激素。因此，探究ABA介導(dǎo)的SnRK2對藍莓花青素的合成具有重要意義。
該研究以藍莓‘Duke’品種為試材，首次從藍莓中鑒定出了VcSnRK2.1-VcSnRK2.6 共6個SnRK2家族成員。研究發(fā)現(xiàn)VcSnRK2.3的表達不僅與果實成熟呈正相關(guān)，并且能夠受到ABA信號的誘導(dǎo)。通過結(jié)構(gòu)域分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、基因表達模式分析，以及利用同源及異源轉(zhuǎn)化等實驗，證明了VcSnRK2.3能夠促進藍莓花青素的積累以及花青素合成相關(guān)基因如VcF3H, VcDFR, VcANS, VcUFGT的表達。進一步利用酵母雙雜、BIFC、熒光素酶互補等實驗，證明了VcSnRK2.3能與花青素正調(diào)控因子VcMYB1相互作用，并且VcSnRK2.3能夠增強VcMYB1與VcDFR啟動子上特異位點的結(jié)合，調(diào)節(jié)花青素生物合成基因的轉(zhuǎn)錄，從而調(diào)控藍莓果實中花青素的積累。該研究豐富了藍莓花青素合成網(wǎng)絡(luò)，深入闡釋了花青素合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，為研究植物激素ABA調(diào)控花青素合成的分子機制奠定理論基礎(chǔ)。
該研究得到中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（No.Y2022PT15）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP）和國家自然科學(xué)基金（31301754）等項目的資助。原文標(biāo)題：Sucrose non-fermenting1-related protein kinase VcSnRK2.3 promotes anthocyanin biosynthesis in association with VcMYB1 in blueberry
日期：2023-05-18
花青素是一類廣泛存在于植物花、果實、莖和葉中的水溶性天然色素。隨著人們對花青素的不斷深入研究，發(fā)現(xiàn)花青素不僅可以被用作食用色素，而且具有很強的抗氧化能力。因此近年來，對植物花青素的關(guān)注度不斷提高，花青素在保健食品、化妝品和醫(yī)藥品行業(yè)得到廣泛發(fā)展利用。花青素合成過程在轉(zhuǎn)錄水平上主要受結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子的表達調(diào)控。此外，不同的環(huán)境因素以及外源激素也會影響植物花青素的合成。
藍莓是杜鵑花科越橘屬一種高經(jīng)濟價值的特色小漿果，有“漿果之王”的美譽，藍莓的保健功能主要源于其花青素類活性物質(zhì)。目前對藍莓花青素的研究主要集中在提取純化、理化性質(zhì)分析、藥學(xué)功效評價等方面，關(guān)于花青素在藍莓果實中的合成及積累機理的研究較少。SnRK2是植物特有的蛋白激酶家族，同時是ABA信號通路的重要組成成分。ABA是影響藍莓等非呼吸躍變植物果實成熟及花青素積累的重要植物激素。因此，探究ABA介導(dǎo)的SnRK2對藍莓花青素的合成具有重要意義。
該研究以藍莓‘Duke’品種為試材，首次從藍莓中鑒定出了VcSnRK2.1-VcSnRK2.6 共6個SnRK2家族成員。研究發(fā)現(xiàn)VcSnRK2.3的表達不僅與果實成熟呈正相關(guān)，并且能夠受到ABA信號的誘導(dǎo)。通過結(jié)構(gòu)域分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、基因表達模式分析，以及利用同源及異源轉(zhuǎn)化等實驗，證明了VcSnRK2.3能夠促進藍莓花青素的積累以及花青素合成相關(guān)基因如VcF3H, VcDFR, VcANS, VcUFGT的表達。進一步利用酵母雙雜、BIFC、熒光素酶互補等實驗，證明了VcSnRK2.3能與花青素正調(diào)控因子VcMYB1相互作用，并且VcSnRK2.3能夠增強VcMYB1與VcDFR啟動子上特異位點的結(jié)合，調(diào)節(jié)花青素生物合成基因的轉(zhuǎn)錄，從而調(diào)控藍莓果實中花青素的積累。該研究豐富了藍莓花青素合成網(wǎng)絡(luò)，深入闡釋了花青素合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，為研究植物激素ABA調(diào)控花青素合成的分子機制奠定理論基礎(chǔ)。
該研究得到中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（No.Y2022PT15）、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP）和國家自然科學(xué)基金（31301754）等項目的資助。原文標(biāo)題：Sucrose non-fermenting1-related protein kinase VcSnRK2.3 promotes anthocyanin biosynthesis in association with VcMYB1 in blueberry
日期：2023-05-18
