科研進展

                              植物所科研人員在葡萄白藜蘆醇合成調控機制研究上取得新進展

                              來源:植物研究所發布時間:2022-10-21

                                白藜蘆醇是一種具有芪類結構的多酚類化合物,能夠提高植物抵御生物及非生物脅迫的能力,對人體也具有重要的保健作用。葡萄是少數能夠合成白藜蘆醇的植物之一,也是人們獲取天然白藜蘆醇的重要來源。但在大多數葡萄品種中白藜蘆醇含量很低,難以滿足市場需求。白藜蘆醇的合成除了與葡萄本身的遺傳背景有關外,也受到外界環境因素的影響。芪合酶STS是白藜蘆醇合成的關鍵酶,但是STS基因表達的精細調控機制,特別是對環境的響應機制還知之甚少。 

                                中科院植物所葡萄與葡萄酒科學研發團隊通過酵母篩庫首次鑒定到對白藜蘆醇合成具有負調控作用的R2R3-MYB轉錄因子MYB30,MYB30與已報道的正調控因子MYB14可以競爭性地結合STS15/21啟動子。當葡萄受到紫外光脅迫后,MYB30MYB14表達分別下調與上調,這就使STS15/21啟動子上積累了大量的正調控因子,STS15/21的表達上調,促進白藜蘆醇合成。而當白藜蘆醇積累到一定量時,受白藜蘆醇誘導的WRKY8轉錄因子被激活,它不但可以上調MYB30和下調MYB14的表達水平,其N端還能夠與MYB30MYB14DNA結合域互作,導致STS15/21表達下調,白藜蘆醇合成減少。MYB14-WRKY8-MYB30組成的激活-抑制分子模塊揭示了葡萄體內白藜蘆醇合成存在自我平衡的機制。同時這一模塊在一定程度上也闡釋了不同葡萄品種白藜蘆醇含量差異的可能機制。該研究為通過基因工程等手段生產白藜蘆醇以及培育高含量白藜蘆醇葡萄品種奠定了一定的理論基礎。 

                                該研究成果20221018在線發表于國際期刊The Plant Cell上,植物所博士研究生穆華媛與特別研究助理李洋為共同第一作者,王利軍研究員為本文的通訊作者,美國肯塔基州立大學及中科院華南植物園袁凌教授,植物所梁振昌研究員、李紹華研究員等為本文的共同作者。該研究得到了國家科技部重點研發項目、中科院先導專項和國家自然科學基金項目的資助。 

                                文章鏈接:https://doi.org/10.1093/plcell/koac308 

                                (植物所供稿) 


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