花青苷在果实外观品质和营养价值等方面起着重要作用。桃果实不同组织(果皮、靠近果皮的外层果肉、靠近果核的内层果肉)间的花青苷积累存在差异,由R2R3-MYB转录因子PpMYB10.1的表达水平决定,然而其上游调控网络尚不明晰。
近日,Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了浙江大学果实品质生物学团队的研究论文“A repression-activation system involving miR164a-NACs regulates tissue-specific anthocyanin accumulation in peach fruit”。该研究鉴定了在PpMYB10.1上游发挥作用的三个NAC转录因子:PpNAC22、PpNAC100和PpNAC29。其中PpNAC22和PpNAC100的转录本被miR164a靶向并剪切,并进一步解析了这三个PpNACs之间复杂的转录级联和蛋白互作关系。

该研究以‘锦绣’和‘湖景蜜露’为试材,运用转录组、降解组学分析和分子生物学技术,揭示了miR164a-PpNACs-PpMYB10.1模块调控桃果实组织特异性花青苷积累的分子机制,为桃果实色泽品质改良提供了重要理论依据。在果核周围的内层果肉中,miR164a的低表达导致PpNAC22和PpNAC100的表达水平升高,而这两个PpNAC蛋白可激活PpNAC29的转录。PpNAC22、PpNAC100和PpNAC29进而形成同源或异源二聚体,激活PpMYB10.1表达,最终导致内层果肉中花青苷积累。然而,在果皮附近的外层果肉中,miR164a表达水平较高,导致花青苷缺乏(图1)。

图1涉及miR164a-NACs的抑制-激活系统调控桃果实组织特异性花青苷积累
浙江大学果实品质生物学团队博士研究生梁玲为论文第一作者,徐昌杰教授为论文通讯作者,陈昆松教授就研究方案完善等提出了重要建议。新西兰皇家植物与食品研究院Andrew C. Allan院士和Kui Lin-Wang研究员、安徽农业大学殷学仁教授和王文球教授参与了研究工作。该研究得到国家重点研发计划项目(2022YFD2100100)的资助。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70304