类黄酮是植物中重要的一类次生代谢产物,不仅能增强植物对紫外线和病原菌的抵御,也是人类重要的营养成分。成熟的番茄果实中富含大量类黄酮物质,在维持人体健康方面有着重要的作用。解析番茄果实中类黄酮含量的调控机制,对番茄品质改良具有重要的科学意义和应用前景。
MYC2是茉莉酸 (jasmonic acid, JA)信号通路的核心调节转录因子,影响植物的逆境胁迫、生长发育和次生代谢。之前有研究表明,MYC2也影响拟南芥、番茄等物种的类黄酮积累,但其调控机制还不清晰。近日,四川大学生命科学学院刘明春课题组在植物学知名期刊Plant Biotechnology Journal上发表题为“SlMYC2-SlMYB12 module orchestrates a hierarchical transcriptional cascade that regulates fruit flavonoid metabolism in tomato”的文章,解析了SlMYC2和中介体亚基SlMED25共同调控类黄酮代谢关键转录因子SlMYB12表达从而影响番茄果实类黄酮积累的分子机制。该研究检测野生型和slmyc2突变体番茄果实中的类黄酮含量,发现slmyc2果实中类黄酮富集显著降低,证明SlMYC2正调控番茄果实类黄酮积累。通过对野生型番茄、slmyc2突变体、MED25-RNAi株系的转录组和SlMYC2-FLAG的ChIP-seq联合分析,筛选出类黄酮合成关键调控转录因子SlMYB12是SlMYC2-SlMED25复合体的靶基因;并通过转录激活、EMSA等试验证明了SlMYC2-SlMED25复合体直接激活SlMYB12表达的功能。进一步研究解析了SlMYC2-SlMED25调控SlMYB12启动子区域的组蛋白乙酰化修饰影响SlMYB12表达的机制。总之,本研究阐明了SlMYC2调控番茄果实类黄酮积累的分子模型,为SlMYC2在果实成熟中作用的理解提供新的思路。
SlMYC2-MED25 复合物影响番茄果实类黄酮的积累。(a)-(c)slmyc2突变体果实中类黄酮合成酶基因以及类黄酮含量显著降低。(d)和(e)RNA-seq和ChIP-seq联合分析筛选出SlMYB12是SlMYC2-MED25复合体的靶基因。(f)SlMYC2-MED25复合体调控番茄果实类黄酮积累的分子模型。
四川大学刘明春教授为独立通讯,四川大学邓恒博士(现为西南科技大学副教授)、武孟波博士为共同第一作者。四川大学已毕业硕士吴易、玉溪师范学院李会容博士和英国诺丁汉大学Don Grierson教授等参与了本课题的研究。该研究得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金等课题和项目的资助。原文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14510