New Phytol：NF-Y诱导类黄酮合成并调控番茄果实颜色机制

来源：顶尖植物科学研究

番茄果实颜色是影响消费者对品质感知的最重要属性之一。成熟番茄的颜色包括紫色、橙色、绿色甚至粉色。番茄果实的颜色主要由果肉中类胡萝卜素和果皮中黄酮类化合物的积累决定。带有红色果肉和黄色果皮的番茄果实呈红色。相比之下，果肉红色、果皮无色的番茄果实则呈现粉红色。

黄酮类化合物是植物中的一组特殊代谢物，参与许多生物过程，广泛分布于整个植物界。类黄酮生物合成途径在许多植物物种中已被彻底阐明。在番茄果实中，由于果肉中类黄酮相关转录物水平低，类黄酮主要在果皮中积累。据报道，NF-Y转录因子在植物的多种生物过程中起着不同的作用。然而，在植物中只知道少数活性NF-Y复合物，并且NF-Y复合物在类黄酮生物合成中的精确功能尚未确定。

近日，华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室在国际著名期刊“New Phytologist”上发表了名为“NF-Y plays essential roles in flavonoid biosynthesis by modulating histone modifications in tomato”的研究文章，研究人员描述了一种新的基于NF-Y的影响类黄酮生物合成的机制，并为番茄果实颜色的形成提供了新的机制。

据报道，NF-Y转录因子在植物的许多生物学过程中起着不同的作用。然而，在植物中，目前已知的只有少数有活性的NF-Y复合物，并且NF-Y复合物在类黄酮生物合成中的确切功能尚不清楚。 利用各种分子、遗传和生物化学方法，本研究发现一个NF‐YB 亚家族(NF-YB8a、NF-YB8b和NF-YB8c-a) 可以与NF-YC 的特定亚家族成员相互作用，然后招募两个不同的NF-YAs形成NF-Y复合物，进而结合CHS1 启动子中的CCAAT 元件。 此外，抑制特定NF-YB 基因的表达可提高CHS1 基因座H3K27me3的水平，并显著抑制CHS1 在番茄果实成熟过程中的表达，从而导致果皮无色的粉红色果实的发育。

NF-Y 和MYB12 对类黄酮生物合成的调控作用模型 

基于研究结果和以前的研究，研究人员提出了水果成熟过程中类黄酮生物合成的以下假设:一个NF-Y复合物结合CCAAT元件，并招募一个有待鉴定的组蛋白甲基转移酶或去甲基化酶来调节CHS1基因座的H3K27me3动力学。H3K27me3水平的变化可能促进转录因子的染色质可及性，随后，MYB12结合CAATCAAT元件并激活与类黄酮生物合成相关的基因的转录。我们提出NF-Y主要起开关作用，MYB12主要激活转录。然而，我们不能排除CHS1的NF-Y依赖性调节可能受其他分子机制影响的可能性，例如转录激活复合物的募集、转录阻遏物的去除和其他表观遗传修饰。我们的发现为NF-Y对影响类黄酮生物合成和可能影响其他发育过程的表观遗传机制的影响提供了见解。

这项工作得到了国家自然科学基金(31991182和31471888)和中央大学基础研究基金(2662015PY005)的资助。

文章链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17112