项目文章│南京农业大学汪良驹团队发明ALA诱导苹果黄酮醇积累的新机制
2022-03-29 来自: 南京云顶集团官网生物科技有限公司 浏览次数:1027
黄酮醇是一类重要的次生代谢产品 ，在防治人类肿瘤、预防心血管疾病、降低血糖血脂、抗氧化、抗病毒、抗过敏等方面发挥着重要作用。苹果除了含有多种维生素之外 ，还富含黄酮醇 ，这是“一日一苹果 ，医生远离我”的重要原因。了解黄酮醇的生物合成调控对改善苹果果实品质、提高苹果营养价值和提高苹果情况适应性具有重要意义。
2022年2月 ，南京农业大学汪良驹团队在International Journal of Molecular Sciences上宣布了题为“MdSCL8 as a Negative Regulator Participates in ALA-Induced FLS1 to Promote Flavonol Accumulation in Apples”的研究论文 ，该研究发明MdSCL8作为MdFLS1的新调理因子 ，在ALA诱导苹果黄酮醇积累的历程中发挥负调控作用。该项目中所用的苹果酵母文库由欧易生物构建。
本研究首先检测到ALA处理后的苹果愈伤组织中黄酮醇含量显著升高 ，证实了ALA对愈伤组织中黄酮醇积累保存增进作用（如图1A）。进一步检测发明 ，ALA处理的苹果愈伤组织中MdFLS1 表达量显著上升（如图1B）。同时通过GUS检测 ，发明这是ALA处理增强了MdFLS1启动子活性（如图1C-D）。
图1 ALA处理对苹果愈伤组织中黄酮醇含量、MdFLS1表达及启动子活性的影响
为了挖掘影响ALA诱导苹果黄酮醇积累的要害调控因子 ，作者以Y1HGold[proMdFLS1-AbAi] 为诱饵 ，通过酵母单杂交筛选了ALA处理后的苹果愈伤组织cDNA文库。结果显示筛选出的卵白质主要加入光相助用调控、碳糖代谢、氧化/渗透胁迫响应、木质素生物合成、果实成熟发育等历程 ，以及一些功效未知的卵白质。其中 ， MdSCL8转录因子 ，由于其在草莓中的同源基因已被报导与黄酮的合成有关 ，引起了研究者的注意。进一步通过Y1H assay验证确认了MdSCL8可以与MdFLS1启动子互作（如图2A）。通过双荧光素酶实验和GUS检测 ，发明MdSCL8可以负向调控MdFLS1启动子活性（如图2B-D）。
图2 MdSCL8与MdFL启动子的相互作用
对MdSCL8进行基因结构剖析和亚细胞定位检测 ，发明MdSCL8属于GRAS家族 ，定位在细胞核。通过构建MdSCL8过表达和缄默表达的转基因株系 ，检测到MdSCL8在黄酮醇生物合成中起负调控作用 ，并加入到ALA调理的黄酮醇积累（图3）。
图3 MdSCL8的结构剖析、亚细胞定位和功效验证
本研究同时对正向调控黄酮醇积累的转录因子MdMYB22 和MdHY5 的作用进行了研究 ，通过构建MdMYB22 和MdHY5 缄默株系以及ALA处理 ，检测并比照剖析黄酮醇含量 ，发明当MdMYB22或MdHY5途径被抑制时 ，ALA对黄酮醇的积累具有赔偿作用。也就是说 ，MdMYB22和MdHY5可能加入ALA诱导的黄酮醇积累等途径 ，并且还可能保存其他途径。Y2H assay、BiFC及Luciferase assay等实验发明MdMYB22和MdHY5保存相互作用 ，但与MdSCL8无互作（图4）。
图4 MdHY5、MdMYB22和MdSCL8相互作用剖析
(注：差别互作验证技术结果保存差别)
ALA通过调控MdFLS1的表达增进苹果体内黄酮醇的积累。在这一历程中 ，一种新的负调理因子——GRAS家族的MdSCL8 ，以及两种正调理因子MdMYB22和MdHY5被证实发挥了重要作用。
本研究探讨了ALA诱导苹果黄酮醇积累的机制 ，为植物黄酮醇生物合成调控提供了新的见解 ，有利于改善果实营养 ，增进人体健康。
文章链接：
https://doi.org/10.3390/ijms23042033
