百合(Lilium spp)属于百合科百合属,是世界公认的五大切花之一,兼具观赏、食用和药用三大功能于一体的重要经济作物。作为观赏花卉,百合花在全球花卉产品中的重要性已占到第三位,年产值达到600亿美元,在我国,已成为第一大产值花卉,其颜色主要来源于花青素,尽管已经克隆了部分花青素合成的结构基因和调节基因,但是目前对花色的形成机理并非十分清楚,对百合花中花青素积累的研究有限。因此,开展影响百合花色关键基因的功能及调控的研究意义重大。
2024年9月,Horticulture Research在线发表了沈阳农业大学陈丽静教授课题组题为Transcription Factors LvBBX24 and LvbZIP44 Coordinated Anthocyanin Accumulation in Response to Light in Lily Petals的研究论文。
本研究克隆了百合光诱导转录因子LvBBX24。通过遗传和生化分析,我们确定LvBBX24可以上调LvMYB5的转录,促进花青素的合成。此外,我们发现黑暗促进LvBBX24蛋白的降解。通过筛选酵母库,我们确定了LvbZIP44作为其相互作用的伙伴。基因检测证实LvbZIP44在百合花青素合成中也有促进作用。这表明LvBBX24和LvbZIP44之间存在潜在的协同调节作用。本研究表明LvBBX24和LvbZIP44共同调控百合花瓣花青素积累。这些发现提供了令人信服的证据,支持LvBBX24和LvbZIP44可能在LvMYB5启动子区域周围形成环状螺旋来调节花青素的生物合成(图1)。
图1 LvBBX24和LvbZIP44对花青素合成影响的模式图
沈阳农业大学生物科学技术学院博士研究生高振华和青年教师孙弋博博士为该论文共同第一作者,陈丽静教授和张丽讲师为该论文的共同通讯作者。陈丽静课题组研究生朱姿蔓、杜伟凤和本科生倪娜、聂梦瑶以及辽宁省农业科学院孙少坤博士参与了本课题的研究,巴基斯坦萨果达大学(University of Sargodha) Muhammad Irfan对文章撰写和语言编辑做出了贡献。该研究得到了得到国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-23-B17)和国家重点研发计划(批准号:2019YFD1001002)等项目的资助。
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