马铃薯（Solanum tuberosum L.）块茎的伤口可以自然愈合，并通过形成主要由木栓质和木质素组成的封闭层来抑制病原体的感染。作为封闭层的主要成分，木质素由愈创木酚木质素（G-木质素）、对羟基苯基木质素（H-木质素）和丁香基木质素（S-木质素）聚合而成。
甘肃农业大学毕阳/韩叶团队最近发现马铃薯转录因子MYB168和 WRKY20协同调控块茎伤口愈合过程中木质素合成的分子机制。研究发现，在愈合过程中木质素含量和木质化细胞层的厚度逐渐增加。研究团队筛选出了调节木质素合成的关键转录因子，这些转录因子属于MYB和WRKY家族，以及参与木质素单体合成的关键基因StPAL5和StCAD14。研究结果显示，MYB家族的转录因子StMYB168能够直接与StPAL5和StCAD14基因的启动子区域结合，从而激活这些基因的表达。而WRKY家族转录因子StWRKY20通过协同效应增强了这种调控。进一步实验证明，StMYB168和StWRKY20能够形成蛋白复合体，当两者共同过表达时，能够显著上调木质素生物合成基因的表达，并增加叶片中的木质素积累。相反，当在马铃薯块茎中沉默StMYB168和StWRKY20的表达时，会降低愈合过程中伤口的木质素含量。
酵母单杂交和EMSA实验证明StMYB168可以结合StPAL5和StCAD14启动子，酵母双杂交、BiFC和Co-IP实验证明了StMYB168与StWRKY20可以在体内和体外发生相互作用。
Plant Physiology, 05 Nov 2024
MYB168 and WRKY20 transcription factors synergistically regulate lignin monomer synthesis during potato tuber wound healing
Author
Ruirui Yang, Qihui Wang, Ying Wang, Xuejiao Zhang, Xiaoyuan Zheng, Yongcai Li, Dov Prusky, Yang Bi*, Ye Han*
*: Gansu Agricultural University
Abstract
Lignin is a critical component of the closing layer of the potato (Solanum tuberosum L.) tuber during healing; however, the molecular mechanism of its formation remains poorly understood. To elucidate the molecular mechanism of tuber healing, we screened the genes encoding transcription factors that regulate lignin synthesis(StMYB24/49/105/144/168, StWRKY19/20/22/23/34) and the key genes involved in lignin monomer synthesis (PHENYLALANINE AMMONIA LYASE 5 (StPAL5) and CINNAMYL ALCOHOL DEHYDROGENASE 14
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