MdHSFA8a参与苹果类黄酮合成及干旱胁迫响应的分子机制

来源：植物科学最前沿

2020年9月22日，Plant Physiology在线发表了山东农业大学作物生物学国家重点实验室陈学森课题组题为“HEAT SHOCK FACTOR A8a Modulates Flavonoid Synthesis and Drought Tolerance”的研究论文。该论文揭示了热激转录因子MdHSFA8a通过介导苹果中类黄酮的合成从而影响其干旱胁迫响应的分子机制。

干旱是影响全球农作物和水果作物生长发育的重要环境因子。热休克因子（HSF）在胁迫响应中的作用虽已有大量研究报道，但它们在类黄酮合成以及植物干旱胁迫响应中的作用仍知之甚少。课题组历时5年，对苹果中的所有HSF家族转录因子进行了鉴定分析，发现了一个干旱敏感型热休克因子MdHSFA8a。在苹果中过量表达MdHSFA8a不仅能够显著促进植株中类黄酮积累，并且能够提高植株的耐旱性。此外，通过酵母双杂交筛库，我们发现分子伴侣热休克蛋白MdHSP90能够与MdHSFA8a互作，从而抑制其结合活性和转录激活活性。而受到干旱胁迫时，MdHSP90-MdHSFA8a复合体解离，释放的MdHSFA8a与AP2/ERF家族转录因子MdRAP2.12相互作用，进而激活了下游类黄酮途径中相关结构基因的活性。此外，研究还发现MdHSFA8a对苹果叶片的气孔密度没有影响，但能够参与脱落酸（ABA）诱导的气孔关闭。该工作揭示了HSF家族转录因子在类黄酮合成中的功能，并对其参与干旱胁迫响应提供了深入的见解。

图5 MdHSFA8a调控下游靶基因活性

山东农业大学王楠副教授为本文第一作者，陈学森教授为本文通讯作者。山东农业大学生命科学学院王琛副教授、林学院房鸿成博士对该研究给予了极大的指导和支持，课题组刘文军博士、王意程博士等参与了主要工作。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、山东省农业良种工程等项目的资助。