研究人员通过对毛桃和油桃果皮在光照和遮光条件下的组学分析,发现调控桃果皮花青苷的积累候选调节基因PpHYH,该基因编码蛋白缺少转录激活结构域,需要与伴侣蛋白PpBBX4互作形成异源二聚体才能实现对花青苷合成的转录调控功能。PpHYH与PpBBX4基因在桃果实中瞬时过表达可促进花青苷的积累。在光照条件下,PpHYH转录因子的表达受到诱导,PpHYH通过激活花青苷调节基因PpMYB10.1及其附近的两个同源基因PpMYB10.2和PpMYB10.3的表达,促进果皮着色呈现红色;而在黑暗条件条件下,光信号途径关键抑制因子PpCOP1在细胞核内大量积累,引起PpHYH蛋白的降解,使得PpHYH/PpBBX4复合物无法形成,导致花青苷积累受阻,果皮颜色呈现绿色。
该研究首次发现了PpHY5同源基因在果树果实色泽性状形成中的调控作用,研究结果有助于系统理解光照对果实着色的调控机制,也为果实色泽性状的遗传改良与调控提供了支撑。
该研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目和中国现代农业产业技术体系的资助。
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光照对桃果皮着色的调控模型