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草莓果實(shí)丁香酚代謝分子機(jī)制為了解草莓丁香酚提供新思路
發(fā)布日期: 2022-02-18 14:43:27 來(lái)源: 中國(guó)科學(xué)報(bào)

近日,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院草莓研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際植物科學(xué)領(lǐng)域重要期刊《植物生理學(xué)》(Plant Physiology)發(fā)表研究論文,揭示了FaMYB63調(diào)控草莓果實(shí)丁香酚代謝的分子機(jī)制。

丁香酚是廣泛存在于植物花和成熟果實(shí)中一類重要的苯環(huán)型/苯丙酸類揮發(fā)物,具有多種生物學(xué)效應(yīng)和醫(yī)療保健功能。丁香酚可以吸引生物傳粉和傳播種子,防御食草動(dòng)物,也可以作為保護(hù)劑防御病原菌等寄生生物的侵襲;丁香酚還具有抗氧化、抗菌、抗蟲和調(diào)味等功能,受到研究者的密切關(guān)注。同時(shí),丁香酚是草莓果實(shí)香氣的關(guān)鍵組分,但在八倍體栽培草莓果實(shí)中含量顯著低于二倍體野生型草莓。迄今,丁香酚的生物合成途徑在植物中已基本清楚,大多數(shù)被鑒定的苯丙素途徑調(diào)控因子已被驗(yàn)證在草莓果實(shí)發(fā)育后期的成熟階段發(fā)揮作用,而在大綠果期草莓果實(shí)中丁香酚含量較高,但尚不清楚該階段丁香酚積累是如何被轉(zhuǎn)錄調(diào)控的。

在草莓中,丁香酚合酶編碼基因FaEGS1和FaEGS2以及肉桂醇脫氫酶編碼基因FaCAD1對(duì)于丁香酚的產(chǎn)生至關(guān)重要。FaEGS1和FaEGS2主要分別在草莓綠果期和成熟期果實(shí)中表達(dá)。本研究為鑒定參與調(diào)控FaEGS1的轉(zhuǎn)錄因子,利用FaEGS1啟動(dòng)子為誘餌進(jìn)行酵母單雜篩選,并對(duì)其篩選結(jié)果中一個(gè)R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子FaMYB63進(jìn)行進(jìn)一步研究。FaMYB63定位于細(xì)胞核,RT-qPCR分析表明,F(xiàn)aMYB63表達(dá)具有組織和階段特異性,并與草莓果實(shí)發(fā)育期間的丁香酚含量相一致,且被脫落酸(ABA)抑制和生長(zhǎng)素(IAA)激活。FaMYB63過(guò)表達(dá)和RNAi介導(dǎo)的沉默導(dǎo)致丁香酚合成基因FaEGS1、FaEGS2和FaCAD1的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生顯著變化,進(jìn)而影響丁香酚積累。EMSA、酵母單雜、GUS活性和雙熒光素酶活性檢測(cè)結(jié)果表明,F(xiàn)aEOBII和FaMYB10的轉(zhuǎn)錄同樣受FaMYB63調(diào)控,但反之則不然。

總之,這些結(jié)果為深入了解草莓丁香酚合成途徑的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了新思路。

該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。(作者:張晴丹 )

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