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【科研新进展】赵政阳团队揭示MdBBX22–miR858–MdMYB9/11/12模块调控苹果果皮中原花青素积累的分子机制

近日,Plant Biotechnology Journal在线发表了赵政阳教授团队题为“The MdBBX22–miR858– MdMYB9/11/12 module regulates proanthocyanidin biosynthesis in apple peel”的研究论文。

原花青素具有降低血压血脂、预防心血管疾病、抗肿瘤等多种有益于人体健康的功效。苹果中尤其是果皮富含原花青素等多种类黄酮物质,是膳食抗氧化剂的主要来源。目前关于苹果中原花青素调控的研究主要集中在转录水平,而在转录后水平的研究相对较少。miRNA主要在转录后水平调控基因的表达从而参与植物的生长发育。本研究中对苹果发育期果皮进行miRNA高通量测序,鉴定出一个与原花青素含量高度负相关的mdm-miR858。mdm-miR858能够与调控原花青素合成的基因 MdMY9 / 11 / 12 序列互补配对。5’RACE实验、GUS染色实验以及瞬时荧光素酶实验证明mdm-miR858能有效切割靶基因 MdMYB9 / 11 / 12 。在苹果愈伤组织中过表达 MdMYB9 / 11 / 12 能诱导原花青素的合成,然而过表达mdm-miR858能有效抑制过表达 MdMYB9 / 11 / 12 导致的原花青素的积累。同时在烟草和拟南芥中过表达mdm-miR858也能够降低过表达 MdMYB9 / 11 / 12 造成的原花青素的升高。通过酵母筛库,我们发现MdBBX22能够和mdm-miR858启动子结合。在苹果愈伤组织中过表达 MdBBX22 能够促进mdm-miR858的表达进而抑制过表达 MdMYB9 / 11 / 12 背景下原花青素的积累。此外在光胁迫下MdBBX22能够诱导mdm-miR858的表达进而抑制原花青素的积累使代谢转向花青苷合成促使果皮短时间内快速着色。该研究结果揭示了苹果果皮中MdBBX22-miR858- MdMYB9 / 11 / 12 模块协同调控原花青素的积累。为进一步研究苹果果皮中原花青素调控机制以及原花青素和花青苷关系提供参考。

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图 在苹果愈伤组织中过表达MdBBX22能够促进mdm-miR858的表达进而抑制过表达MdMYB91112背景下原花青素的积累

我室赵政阳教授和杨亚州副研究员为本文通讯作者,博士研究生张波和青年教师杨惠娟为本文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金(Grant Numbers 32072555)项目和国家现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-27)的资助。

文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13839