Plant Physiology | 南京大吴俊研究组揭示转录因子PbrMYB24调控梨果实石细胞中木质素和纤维素合成的新机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

梨（Pyrus. L）是我国的传统栽培果树，具有重要的经济和社会价值。我国作为全球第一大梨生产国，栽培面积和产量均占世界总量的70%左右，在国际梨生产中占举足轻重的地位。但是，由于我国的一些传统地方品种没有经过人工选育和定向遗传改良，果实石细胞含量偏高，引起果肉口感粗糙，严重影响了梨果品质和市场欢迎度。因此，解析梨果实石细胞形成的分子调控机制，对提高梨果实品质和经济效益尤为重要。

石细胞是梨果肉中特有的性状，主要由木质素和纤维素组成，其合成代谢涉及复杂的调控网络，但是目前关于梨果实石细胞中木质素和纤维素合成的关键因子和调控网络还知之甚少，尤其是关于木质素和纤维素协同调控的研究还未见报道。

近日，南京农业大学吴俊教授研究组在Plant Physiology上发表了题为“The transcription factor PbrMYB24 regulates lignin and cellulose biosynthesis in stone cells of pear fruits”的研究论文，揭示了转录因子PbrMYB24同时调控梨果实石细胞中木质素和纤维素合成的分子机制。

该研究通过共表达网络分析和转录组分析鉴定到候选基因PbrMYB24，该基因与不同梨品种的石细胞含量、木质素含量和纤维素含量显著正相关。进一步在梨果实中瞬时过量表达和基因沉默，证实了PbrMYB24可以促进果实石细胞中木质素和纤维素的积累；过表达PbrMYB24的转基因梨果肉愈伤组织和拟南芥花序茎中，木质素含量和纤维素含量显著增加；同时，间苯三酚盐酸染色、番红固绿染色和卡尔科弗卢尔荧光染色信号显著增强，次生细胞壁显著增厚。

双荧光素酶试验、酵母单杂交试验和EMSA试验结果表明，PbrMYB24通过结合不同的顺式作用元件（AC-I，AC-II和MBS）直接激活木质素和纤维素合成基因的表达。此外，PbrMYB24可以调控PbrNSC和PbrMYB169的表达，同时也能被PbrNSC和PbrMYB169所激活，形成的层级调控网络协同调控石细胞中木质素和纤维素合成。该研究完善了梨果实石细胞中木质素和纤维素合成的分子机制和调控网络，为将来梨果实石细胞性状的遗传改良提供了理论基础和基因资源。

PbrMYB24调控梨果实石细胞木质素和纤维素合成的作用模式

南京农业大学园艺学院在读博士生薛雍松和单燕飞为第一作者，南京农业大学吴俊教授和山东农业大学薛程副教授为通讯作者。新西兰皇家植物与食品研究院姚家龙教授、江苏省农业科学院李晓刚研究员和蔺经研究员、南京农业大学汪润泽、徐少卓、刘东亮和叶志成等参与了该项目的研究。研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、国家梨产业技术体系、江苏省梨产业技术体系和江苏省自然科学基金青年基金项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad200

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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