PCE | 南京农业大学熊爱生课题组揭示胡萝卜MYB激活子DcMYB11c调控叶柄花青素积累

以下文章来源于植物与环境 PCE ，作者植物与环境 PCE

胡萝卜是重要的根菜类蔬菜作物之一，紫色胡萝卜富含花青素，是最早被驯化的胡萝卜种类。胡萝卜在驯化过程中丧失或获得合成花青素的能力，为分析胡萝卜叶柄、茎、肉质根和花器官中花青素生物合成的精细调控网络提供了基础。R2R3-MYB转录因子是花青素生物合成中关键的调控因子，其特异性表达导致花青素时空特异性积累。先前的研究表明，胡萝卜3号染色体P3区域内存在一个由6个R2R3-MYB转录因子组成的基因簇，并发现DcMYB7在胡萝卜肉质根花青素积累中发挥重要调控作用，但DcMYBs基因簇对胡萝卜花青素积累的精细调控分子机制缺乏深入研究。

近期，南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室、园艺学院蔬菜学国家重点学科熊爱生教授课题组在Plant, Cell & Environment 上发表了题为“A MYB activator, DcMYB11c, regulates carrot anthocyanins accumulation in petiole but not taproot”的研究论文，系统揭示了胡萝卜P3区域内DcMYB11c对叶柄花青素合成的调控作用。

胡萝卜3号染色体P3区域内存在一个R2R3-MYB基因簇，通过基因序列分析发现DcMYB10和DcMYB11共同组成一个完整的R2R3-MYB基因，命名为DcMYB11c。对DcMYB11c和不同物种中参与调控花青素合成的R2R3-MYB转录因子进行序列比对发现R2R3-MYB倾向以组织特异性的方式调控花青素合成，并且这种精细调节机制在物种间可能是保守的。DcMYB11c仅在胡萝卜紫色叶柄中高度表达，在其它组织中几乎不表达。在‘黑田五寸’ (KRDG，具有橙色肉质根和绿色叶柄)和‘齐头黄’ (QTHG，具有黄色肉质根和绿色叶柄)中过表达DcMYB11c，导致整个胡萝卜植株呈现深紫色表型。在‘深紫’ (DPPP，具有紫色肉质根和紫色叶柄)中敲除DcMYB11c，导致叶柄中花青素积累显著降低。过表达DcMYB11c胡萝卜植株可诱导DcbHLH3和花青素合成基因的表达。Y1H和LUC结果表明，DcMYB11c直接结合花青素糖基化和酰基化基因DcUCGXT1和DcSAT1的启动子，从而促进Cy3XSGG和Cy3XFGG的合成。研究还发现紫色叶柄胡萝卜材料中DcMYB11c启动子存在3个转座子，而绿色叶柄胡萝卜材料中并不存在，这3个转座子可能造成了DcMYB11c在不同颜色叶柄中的表达差异。

胡萝卜叶柄颜色的研究有助于更好地了解胡萝卜3号染色体DcMYBs基因簇在不同组织花青素生物合成中的精确调控机制，也为其它作物中花青素组织特异性积累的研究提供了理论参考。

南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室、园艺学院蔬菜学国家重点学科伞形科蔬菜研究室博士研究生段奥其为论文第一作者，博士研究生邓元杰为论文共同第一作者，熊爱生教授为论文通讯作者，徐志胜副教授和博士研究生谭杉杉亦有重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金和江苏高校优势学科建设项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14653

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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