近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所百合育種團(tuán)隊(duì)揭示了LhHB4-LhWRKY44-LhMYBSPLATTER模塊調(diào)控百合花青素苷合成的分子調(diào)控機(jī)制，以“Three transcription factors form an activation–inhibition module to regulate anthocyanin accumulation in Asiatic hybrid lilies ”為題，發(fā)表在植物學(xué)經(jīng)典國際期刊Plant Physiology雜志上。

       花色是觀賞植物重要的觀賞性狀，影響著花卉的商業(yè)價(jià)值。花青素苷是粉色、紅色、紫色、紫黑色等花色類型的主要呈色物質(zhì)，其在百合花被片上不同區(qū)域的積累形成了濺射狀斑點(diǎn)、凸起斑點(diǎn)、刷痕條紋、雙色和復(fù)色等多種呈色類型。因此，闡明不同花色及呈色類型形成的機(jī)理對百合花色調(diào)控以及百合花色分子定向育種具有重要的理論意義。

       近年來，本研究團(tuán)隊(duì)致力于雙色百合花色形成的分子機(jī)制研究，前期研究發(fā)現(xiàn)WRKY家族轉(zhuǎn)錄因子LhWRKY44正調(diào)控百合花青素苷的合成，LhWRKY44通過激活R2R3-MYB轉(zhuǎn)錄因子LhMYBSPLATTER的表達(dá)，LhMYBSPLATTER通過與LhbHLH2形成激活型MBW復(fù)合體進(jìn)而促進(jìn)花青苷合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因啟動子的表達(dá)，最終促進(jìn)百合的花青苷合成（Horticulture Research，2023）。在本研究中，鑒定到一個含有典型EAR抑制基序的HD-Zip轉(zhuǎn)錄因子LhHB4，該轉(zhuǎn)錄因子直接結(jié)合LhWRKY44和LhMYBSPLATTER的啟動子并抑制其表達(dá)，從而抑制百合花青素苷合成。而LhHB4的表達(dá)也受LhMYBSPLATTER的轉(zhuǎn)錄激活，因此形成了LhHB4-LhWRKY44-LhMYBSPLATTER-花青素苷的調(diào)控路徑。該研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)LhHB4通過其蛋白結(jié)構(gòu)中的EAR基序招募TOPLESS-Related蛋白LhTPR3形成LhHB4-LhTPR3共抑制復(fù)合體，介導(dǎo)組蛋白去乙酰化過程降低LhWRKY44和LhMYBSPLATTER基因座上的組蛋白H3乙酰化水平，抑制靶基因的表達(dá)，最終抑制花青素苷的合成。本研究揭示了百合花青素苷合成的表觀遺傳調(diào)控新機(jī)制，豐富了百合花青苷合成調(diào)控理論，為百合花色分子育種奠定了基礎(chǔ)。

       中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，蔬菜生物育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部花卉生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北方），百合課題組已畢業(yè)博士生畢蒙蒙（現(xiàn)任職沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）為第一作者，明軍研究員和徐雷鋒副研究員為共同通訊作者。本研究得到國家自然科學(xué)基金（32172624、32172612、31801899）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFD1001002）項(xiàng)目的資助和支持。

LhHB4、LhWRKY44和LhMYBSPLATTER調(diào)控百合花青素苷合成的網(wǎng)絡(luò)模型

原文鏈接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiaf203/8140128?redirectedFrom=fulltext