Plant Physiol | 南京农业大学陈发棣教授团队揭示红光/远红光调节菊花花瓣花青素稳态的分子机制

光是植物生长和生存的关键环境因素，光照条件改变会引发广泛的植物发育和生理响应。之前研究表明，较低的红光与远红光 (R/FR)比可诱导植物的避荫反应，其伴随着花青素积累的减少，而高R/FR 光比则可促进花青素生物合成。然而，目前关于不同 R/FR 光比如何调节植物，尤其是非模式植物中花青素稳态的详细分子机制仍不清楚。 

近日，南京农业大学园艺学院陈发棣教授团队在Plant Physiology在线发表了一篇题为Transcription factor CmbHLH16 regulates petal anthocyanin homeostasis under different lights in Chrysanthemum的研究论文，该研究在菊花中揭示了R/FR影响花瓣花青素稳态的关键转录调控机制。

Phenotypes of flower color in plants treated under WL, low R/FR light ratio (WL+FR), and high R/FR light ratio (WL+R)

该研究发现，低R/FR 光比可以诱导CmMYB4的表达，从而抑制花青素激活剂复合物 CmMYB6-CmbHLH2，并进一步减少菊花花瓣中的花青素积累。具体而言，研究人员发现CmMYB4可以招募辅助抑制因子 CmTPL (TOPLESS)进行相互作用形成转录抑制复合物，抑制 CmbHLH2 （正调节花青素生物合成的 MBW 复合物的一个组成部分）转录。此外，低 R/FR 光比抑制了 PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 家族转录因子CmbHLH16，后者可以竞争性结合 CmMYB4 并使 CmMYB4-CmTPL 蛋白复合物不稳定，从而导致花青素生物合成降低，表明 CmbHLH16 是一种正花青素调节剂。相比之下，在高R/FR下，CmbHLH16上调，阻碍了CmMYB4-CmTPL复合物的形成，解除了对CmbHLH2的抑制，从而促进了菊花花瓣中花青素的积累。综上，该研究结果表明，转录因子CmbHLH16是R/FR影响菊花花瓣中花青素稳态的关键转录因子，该研究结果提高了对光调控花青素生物合成的分子机制的理解，并对提高植物观赏性状具有指导意义。

A model of CmbHLH16 fine-tuning anthocyanin biosynthesis in response to different R/FR light ratios in Chrysanthemum

原文链接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiac342/6649708

图文来源：植物代谢研究公众号

转自：植物生物技术Pbj

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