梨屬于薔薇科(Rosaceae)梨屬(Pyrus L.)植物,是世界上重要的溫帶落葉果樹。梨果皮色澤多樣,通常栽培的梨品種多為褐色、黃色、黃綠色等,近年來紅(皮)梨的栽培逐漸增多,紅梨色澤的形成主要源于果皮中花青苷的積累。花青苷是一類重要的次生代謝產物,很大程度上決定了果實的色澤、營養、抗氧化性等品質,因此研究梨果皮中花青苷合成的調控機制具有重要的科學價值。花青苷的合成受遺傳因素、環境因素和生長發育因素的調控,其中光照是調控果實花青苷合成最重要的環境因素之一,但其調控機制尚未完全明確。
近日,Horticulture Research 在上線了(Advance Access)浙江大學果樹科學研究所滕元文教授/白松齡研究員團隊題為Light-responsive transcription factor PpWRKY44 induces anthocyanin accumulation by regulating PpMYB10 expression in pear 的研究論文。該論文揭示了一個響應光照的WRKY轉錄因子PpWRKY44通過調控PpMYB10的表達促進梨果皮花青苷的合成的分子機制。
該研究通過前期轉錄組數據篩選得到一個正響應光信號的WRKY轉錄因子,PpWRKY44。作者通過‘茄梨’愈傷轉基因、‘紅早酥’梨果皮瞬時過表達/沉默以及秋子梨葉片瞬時過表達證實了PpWRKY44誘導花青苷合成的功能。作者進一步利用ChIP-qPCR、EMSA、酵母單雜交和雙熒光素酶試驗發現PpWRKY44通過直接結合PpMYB10啟動子上的W-box激活其表達,進而誘導花青苷合成。此外,本研究還發現PpWRKY44受到該課題組前期鑒定得到的光信號通路轉錄因子PpBBX18(Bai et al., 2019)的轉錄激活。綜上所述,該研究揭示了光-PpBBX18-PpWRKY44-PpMYB10-花青苷合成的調控通路,研究結果豐富了梨花青苷合成的調控網絡,也為果實外觀品質改善提供了新的思路。
浙江大學農業與生物技術學院在讀博士研究生Ahmed Alabd為本論文的第一作者,滕元文教授與白松齡研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家現代農業(梨)產業技術體系專項資金和中央高校基礎研究項目等的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1093/hr/uhac199