浙江大学在红梨果皮花青苷合成调控方面取得进展

来源：植物科学最前沿

近期，The Plant Journal在线发表了浙江大学农业与生物技术学院滕元文教授团队的题为“Two B‐box proteins, PpBBX18 and PpBBX21, antagonistically regulate anthocyanin biosynthesis via competitive association with PpHY5 in the peel of pear fruit”的研究论文。该研究鉴定得到了PpBBX18和PpBBX21两个BBX类转录因子，并明确了这两个转录因子通过竞争与PpHY5形成复合体从而调控花青苷合成的分子机制。这项研究丰富了梨花青苷合成的调控网络，也为果实外观品质改善提供了新的思路。

花青苷是很多果实表皮的呈色物质，其含量与分布很大程度上决定了果实的色泽品质。光是绝大多数果实花青苷合成的关键因素，但是，其调控果实花青苷合成的分子机制尚未得到明确阐释。在苹果等物种中，光信号通路中的关键蛋白HY5被认为是MYB10的上游转录因子，直接结合在MYB10的启动子上并激活其表达 (An et al, 2017)。滕元文课题组的前期研究表明，单独PpHY5并不能显著激活梨MYB10基因的表达，同时，不同着色特性的梨HY5在光下的表达与积累并无显著差异 (Tao et al, 2018)。在本项研究中，该课题组首先明确了PpHY5蛋白可结合在PpMYB10的启动子上，但缺乏转录激活活性。进一步利用HY5蛋白作为诱饵进行酵母双杂交筛选，获得了PpBBX18和PpBBX21两个BBX类转录因子。进一步研究表明，PpBBX18是花青苷合成的激活因子，可与PpHY5形成复合体促进PpMYB10的表达，而PpBBX21是花青苷合成的抑制因子，通过干扰PpBBX18与PpHY5形成复合体发挥作用。

图1. PpHY5，PpBBX18与PpBBX21协同调控花青苷合成的分子模型 (Bai et al, 2019)

浙江大学‘百人计划’特聘研究员白松龄博士与博士研究生陶瑞岩为本文的共同第一作者，滕元文教授为通讯作者。部分试验材料由河南省农业科学院园艺研究所王东升研究员团队和甘肃农业科学院林果花卉研究所李红旭研究员团队提供。该研究受到了国家重点研发项目、国家自然科学基金以及农业部现代农业产业技术体系等项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14510

An, J., Qu, F., Yao, J., Wang, X., You, C., Wang, X. and Hao, Y. 2017. The bZIP transcription factor MdHY5 regulates anthocyanin accumulation and nitrate assimilation in apple. Horticulture Research, 4, 17023.

Bai S#; Tao R#; Yin L; Ni J; Yang Q; Yan X; Yang F; Guo X; Li H; Teng Y. 2019. Two B-box proteins, PpBBX18 and PpBBX21, antagonistically regulate anthocyanin biosynthesis via competitive association with PpHY5 in the peel of pear fruit. the Plant Journal DOI: 10.1111/tpj.14510

Tao R#, Bai S#, Ni J, Yang Q, Zhao Y, Teng Y. 2018. The blue light signal transduction pathway is involved in anthocyanin accumulation in 'Red Zaosu' pear. Planta 248(1): 37-48.