山东农业大学姚玉新教授团队在褪黑素调控葡萄种子原花青素合成方面取得新进展
2023/1/13 14:17:11 阅读：162 发布者：
葡萄（Vitis vinifera）是世界上最重要的果树作物之一，其果实含有丰富的天然抗氧化物质，包括褪黑素和各种酚类化合物，其中，原花青素为果实种子中含量最高的酚类物质之一。褪黑素不仅是一种强抗氧化剂，而且是一种信号分子，在调控果实成熟、品质形成和非生物胁迫抗性方面起到重要作用。课题组前期研究发现，褪黑素能广泛调控葡萄果皮酚类化合物代谢，转录因子VvMYB14参与了褪黑素信号转导途径。但是，目前褪黑素在葡萄种子中的积累模式及其是否能通过VvMYB14调控葡萄种子原花青素积累尚不清楚。
2022年12月，Horticulture Research上线了（Advance Access）山东农业大学姚玉新教授团队题为VvMYB14 participates in melatonin-induced12 proanthocyanidin biosynthesis by upregulating expression of VvMYBPA1 and VvMYBPA2 in grape seeds 的研究论文，不仅丰富了人们对褪黑素调控葡萄果实次生品质形成分子机理的认识，还为褪黑素调控果实品质的实际应用提供了理论基础。
研究发现，从葡萄果实转色至成熟，葡萄种子中褪黑素含量和VvMYB14表达逐渐增加；外源褪黑素处理能显著提高葡萄种子中VvMBY14表达和儿茶素、表儿茶素、原花青素B2和原花青素B3的积累。
酵母单杂、EMSA和共转化实验表明，VvMYB14能直接结合到VvMYBPA1启动子上激活其转录，并且此过程不依赖于MBW三元复合体；VvMYB14通过促进乙烯释放上调VvERF104的表达，VvERF104可以结合到VvMYBPA2启动子上激活其表达。
在葡萄愈伤组织中，VvMYB14过量表达显著提高了VvERF104、VvMYBPA1和VvMYBPA1的表达，显著提高了原花青素化合物含量；相比之下，VvMYB14抑制表达则产生了相反的结果。并且，在拟南芥种子中，VvMYB14过量表达产生了相似的结果。利用外源褪黑素处理VvMYB14抑制表达的葡萄愈伤组织和叶片，结果表明，褪黑素诱导的原花青素积累显著下降，表明VvMYB14介导了褪黑素诱导的原花青素合成。
根据以上研究，本文提出了褪黑素诱导原花青素合成的调控路径，即褪黑素通过VvMYB14直接或间接上调VvMYBPA1和VvMYBPA2的表达，VvMYBPA1和VvMYBPA2主要通过激活VvLAR1促进原花青素合成。
图4 VvMYB14转录激活VvMYBPA1表达
图8 褪黑素通过VvMYB14介导的途径调控原花青素合成的分子途径
山东农业大学园艺科学与工程学院姚玉新教授为论文通讯作者，硕士生张肖倩为该文第一作者，研究生马婉芸、王菲、范宗宝和高世伟参与该项研究，同时该研究也得到了山东省葡萄研究院管雪强研究员的大力支持。该研究得到了国家重点研发计划（2018YFD1000200）等项目的资助。
文章链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhac274
转自：“园艺研究”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
