Hortic Res | 西北农林科技大学董娟娥研究团队揭示水杨酸信号调控丹参酚酸合成的分子机制

以下文章来源于植物次生代谢 ，作者植物次生代谢论坛

丹参（Salvia miltiorrhiza Bung）的根和根茎在临床上用于治疗心脑血管病，酚酸类化合物是其质量控制成分之一。因大多产地生产的丹参批次间酚酸含量差异大，给临床用药的安全性带来极大隐患。该团队前期研究发现水杨酸（Salicylic acid，SA）能够促进丹参酚酸类物质的生物合成，但具体的分子机制尚不清楚。NPR（nonexpresser of PR genes）家族蛋白是水杨酸信号途径中的关键组分，能够感知并传递SA信号促进防御反应，但有关丹参中的NPR蛋白是否参与水杨酸诱导的酚酸合成尚不清楚。

2023年4月，Horticulture Research 上线了（Advance Access）西北农林科技大学董娟娥教授团队题为 The SmNPR4-SmTGA5 module regulates SA-mediated phenolic acid biosynthesis in Salvia miltiorrhiza hairy roots 的研究论文，揭示了SmNPR4-SmTGA5模块介导水杨酸调控丹参酚酸类化合物生物合成的分子机制。

该研究通过全基因组水平鉴定分析了丹参NPR基因家族，筛选出5条SmNPRs基因，分别命名为SmNPR1、SmNPR3、SmNPR4、SmNPR5和SmNPR6。通过SA诱导表达分析，发现SmNPR4在SA处理后强烈表达。对SmNPR4进行过表达和RNAi分析，发现其是SA诱导丹参酚酸类物质合成的核心负调控因子。通过生物信息学分析鉴定了一个可能参与酚酸生物合成的转录因子SmTGA5，并证明了其与SmNPR4相互作用（图1）。通过过表达与反义表达发现SmTGA5促进酚酸的生物合成，运用双荧光素酶报告检测（Dual-LUC）、酵母单杂交（YIH）以及凝胶迁移实验（EMSA）等发现SmTGA5能够直接激活SmTAT1基因的表达正向调控酚酸生物合成（图2）。进一步通过双过表达转基因和生化分析技术发现SmNPR4抑制了SmTGA5的转录激活功能，SA处理缓解了SmNPR4对SmTGA5的抑制作用（图3）。该研究首次报道了NPR蛋白在植物次生代谢生物合成中的功能，确定了SmNPR4-SmTGA5模块调控丹参酚酸生物合成的作用，揭示了SA调控丹参酚酸合成的分子机制，拓展了NPR蛋白在植物科学领域的生物学功能。

西北农林科技大学生命科学学院麻鹏达副教授、董娟娥教授为论文的共同通讯作者，博士研究生丁美玲为论文的第一作者。该研究得到国家自然科学基金（31670301、32270278）项目资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad066‍

转自：“园艺研究”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！