近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所漿果類果樹(shù)栽培與生理創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)宋楊課題組揭示了脫落酸（abscisic acid，ABA）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑關(guān)鍵基因VcSnRK2.3在藍(lán)莓果實(shí)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(shí)、莖和葉中的水溶性天然色素。隨著人們對(duì)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(qiáng)的抗氧化能力。因此近年來(lái)，對(duì)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?；ㄇ嗨睾铣蛇^(guò)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(dá)調(diào)控。此外，不同的環(huán)境因素以及外源激素也會(huì)影響植物花青素的合成。
藍(lán)莓是杜鵑花科越橘屬一種高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的特色小漿果，有“漿果之王”的美譽(yù)，藍(lán)莓的保健功能主要源于其花青素類活性物質(zhì)。目前對(duì)藍(lán)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(píng)價(jià)等方面，關(guān)于花青素在藍(lán)莓果實(shí)中的合成及積累機(jī)理的研究較少。SnRK2是植物特有的蛋白激酶家族，同時(shí)是ABA信號(hào)通路的重要組成成分。ABA是影響藍(lán)莓等非呼吸躍變植物果實(shí)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(duì)藍(lán)莓花青素的合成具有重要意義。
該研究以藍(lán)莓‘Duke’品種為試材，首次從藍(lán)莓中鑒定出了VcSnRK2.1-VcSnRK2.6 共6個(gè)SnRK2家族成員。研究發(fā)現(xiàn)VcSnRK2.3的表達(dá)不僅與果實(shí)成熟呈正相關(guān)，并且能夠受到ABA信號(hào)的誘導(dǎo)。通過(guò)結(jié)構(gòu)域分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、基因表達(dá)模式分析，以及利用同源及異源轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)，證明了VcSnRK2.3能夠促進(jìn)藍(lán)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(dá)。進(jìn)一步利用酵母雙雜、BIFC、熒光素酶互補(bǔ)等實(shí)驗(yàn)，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(qiáng)VcMYB1與VcDFR啟動(dòng)子上特異位點(diǎn)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(lán)莓果實(shí)中花青素的積累。該研究豐富了藍(lán)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(jī)制奠定理論基礎(chǔ)。
該研究得到中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（No.Y2022PT15）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP）和國(guó)家自然科學(xué)基金（31301754）等項(xiàng)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(shí)、莖和葉中的水溶性天然色素。隨著人們對(duì)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(qiáng)的抗氧化能力。因此近年來(lái)，對(duì)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?；ㄇ嗨睾铣蛇^(guò)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(dá)調(diào)控。此外，不同的環(huán)境因素以及外源激素也會(huì)影響植物花青素的合成。
藍(lán)莓是杜鵑花科越橘屬一種高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的特色小漿果，有“漿果之王”的美譽(yù)，藍(lán)莓的保健功能主要源于其花青素類活性物質(zhì)。目前對(duì)藍(lán)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(píng)價(jià)等方面，關(guān)于花青素在藍(lán)莓果實(shí)中的合成及積累機(jī)理的研究較少。SnRK2是植物特有的蛋白激酶家族，同時(shí)是ABA信號(hào)通路的重要組成成分。ABA是影響藍(lán)莓等非呼吸躍變植物果實(shí)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(duì)藍(lán)莓花青素的合成具有重要意義。
該研究以藍(lán)莓‘Duke’品種為試材，首次從藍(lán)莓中鑒定出了VcSnRK2.1-VcSnRK2.6 共6個(gè)SnRK2家族成員。研究發(fā)現(xiàn)VcSnRK2.3的表達(dá)不僅與果實(shí)成熟呈正相關(guān)，并且能夠受到ABA信號(hào)的誘導(dǎo)。通過(guò)結(jié)構(gòu)域分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、基因表達(dá)模式分析，以及利用同源及異源轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)，證明了VcSnRK2.3能夠促進(jìn)藍(lán)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(dá)。進(jìn)一步利用酵母雙雜、BIFC、熒光素酶互補(bǔ)等實(shí)驗(yàn)，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(qiáng)VcMYB1與VcDFR啟動(dòng)子上特異位點(diǎn)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(lán)莓果實(shí)中花青素的積累。該研究豐富了藍(lán)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(jī)制奠定理論基礎(chǔ)。
該研究得到中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（No.Y2022PT15）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP）和國(guó)家自然科學(xué)基金（31301754）等項(xiàng)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
