中国农业科学院果树所专家解析脱落酸信号转导途径关键基因调控蓝莓花青素合成的分子机理

　　近日，中国农业科学院果树研究所浆果类果树栽培与生理创新团队宋杨课题组揭示了脱落酸（abscisic acid，ABA）信号转导途径关键基因VcSnRK2.3在蓝莓果实花青素合成中的重要调控作用，相关研究成果在植物科学JCR一区期刊《植物科学前沿（Frontiers in Plant Science）》（IF：6.627）上发表。

 

　　花青素是一类广泛存在于植物花、果实、茎和叶中的水溶性天然色素。随着人们对花青素的不断深入研究，发现花青素不仅可以被用作食用色素，而且具有很强的抗氧化能力。因此近年来，对植物花青素的关注度不断提高，花青素在保健食品、化妆品和医药品行业得到广泛发展利用。花青素合成过程在转录水平上主要受结构基因和转录因子的表达调控。此外，不同的环境因素以及外源激素也会影响植物花青素的合成。

 

　　蓝莓是杜鹃花科越橘属一种高经济价值的特色小浆果，有“浆果之王”的美誉，蓝莓的保健功能主要源于其花青素类活性物质。目前对蓝莓花青素的研究主要集中在提取纯化、理化性质分析、药学功效评价等方面，关于花青素在蓝莓果实中的合成及积累机理的研究较少。SnRK2是植物特有的蛋白激酶家族，同时是ABA信号通路的重要组成成分。ABA是影响蓝莓等非呼吸跃变植物果实成熟及花青素积累的重要植物激素。因此，探究ABA介导的SnRK2对蓝莓花青素的合成具有重要意义。

 

　　该研究以蓝莓‘Duke’品种为试材，首次从蓝莓中鉴定出了VcSnRK2.1-VcSnRK2.6 共6个SnRK2家族成员。研究发现VcSnRK2.3的表达不仅与果实成熟呈正相关，并且能够受到ABA信号的诱导。通过结构域分析、系统发育分析、基因表达模式分析，以及利用同源及异源转化等实验，证明了VcSnRK2.3能够促进蓝莓花青素的积累以及花青素合成相关基因如VcF3H, VcDFR, VcANS, VcUFGT的表达。进一步利用酵母双杂、BIFC、荧光素酶互补等实验，证明了VcSnRK2.3能与花青素正调控因子VcMYB1相互作用，并且VcSnRK2.3能够增强VcMYB1与VcDFR启动子上特异位点的结合，调节花青素生物合成基因的转录，从而调控蓝莓果实中花青素的积累。该研究丰富了蓝莓花青素合成网络，深入阐释了花青素合成相关基因的转录调控，为研究植物激素ABA调控花青素合成的分子机制奠定理论基础。

 

　　该研究得到中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（No.Y2022PT15）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP）和国家自然科学基金（31301754）等项目的资助。原文标题：Sucrose non-fermenting1-related protein kinase VcSnRK2.3 promotes anthocyanin biosynthesis in association with VcMYB1 in blueberry