top
请输入关键字
国家植物园科研人员在葡萄白藜芦醇合成调控机制研究上取得新进展
时间:2022-10-21

白藜芦醇是一种具有芪类结构的多酚类化合物,能够提高植物抵御生物及非生物胁迫的能力,对人体也具有重要的保健作用。葡萄是少数能够合成白藜芦醇的植物之一,也是人们获取天然白藜芦醇的重要来源。但在大多数葡萄品种中白藜芦醇含量很低,难以满足市场需求。白藜芦醇的合成除了与葡萄本身的遗传背景有关外,也受到外界环境因素的影响。芪合酶STS是白藜芦醇合成的关键酶,但是STS基因表达的精细调控机制,特别是对环境的响应机制还知之甚少。 

国家植物园、中科院植物所葡萄与葡萄酒科学研发团队通过酵母筛库首次鉴定到对白藜芦醇合成具有负调控作用的R2R3-MYB转录因子MYB30MYB30与已报道的正调控因子MYB14可以竞争性地结合STS15/21启动子。当葡萄受到紫外光胁迫后,MYB30MYB14表达分别下调与上调,这就使STS15/21启动子上积累了大量的正调控因子,STS15/21的表达上调,促进白藜芦醇合成。而当白藜芦醇积累到一定量时,受白藜芦醇诱导的WRKY8转录因子被激活,它不但可以上调MYB30和下调MYB14的表达水平,其N端还能够与MYB30MYB14DNA结合域互作,导致STS15/21表达下调,白藜芦醇合成减少。MYB14-WRKY8-MYB30组成的激活-抑制分子模块揭示了葡萄体内白藜芦醇合成存在自我平衡的机制。同时这一模块在一定程度上也阐释了不同葡萄品种白藜芦醇含量差异的可能机制。该研究为通过基因工程等手段生产白藜芦醇以及培育高含量白藜芦醇葡萄品种奠定了一定的理论基础。 

该研究成果20221018在线发表于国际期刊The Plant Cell上,国家植物园、中科院植物所博士研究生穆华媛与特别研究助理李洋为共同第一作者,王利军研究员为本文的通讯作者,美国肯塔基州立大学及中科院华南植物园袁凌教授,国家植物园、中科院植物所梁振昌研究员、李绍华研究员等为本文的共同作者。该研究得到了国家科技部重点研发项目、中科院先导专项和国家自然科学基金项目的资助。 

文章链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koac308