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房玉林/孟江飞教授团队在《Plant Physiology》在线发表了题为“VvLBD11/28 repress anthocyanins biosynthesis and intracellular transport to decrease their deposition in grape”的研究论文。该研究系统揭示了葡萄中两个II类LBD转录因子VvLBD11和VvLBD28通过多重机制负调控花色苷合成的分子机制,为深入理解植物次生代谢调控网络提供了新视角。
花色苷是决定葡萄果实色泽的重要次生代谢产物,不仅影响果实外观品质,还具有抗氧化、抗逆等生理功能。本研究发现VvLBD11和VvLBD28在葡萄果实发育早期高表达,并与花色苷积累呈负相关。进一步通过遗传转化、蛋白互作、蛋白定点突变等多种手段研究表明,这两个转录因子通过以下三条路径协同抑制花色苷积累:
(1)干扰MBW复合体形成:VvLBD11/28与MYB转录因子(VvMYBA1/2r)和bHLH转录因子(VvMYC1)互作,阻断MBW复合体的正常组装,削弱其对结构基因(如VvUFGT、VvLDOX)的激活能力。
(2)招募共抑制因子TPL6:VvLBD11/28通过其EAR基序与VvTPL6互作,直接结合花色苷合成基因启动子区域,抑制其表达。
(3)抑制花色苷胞内转运:VvLBD11/28还与花色苷运输蛋白VvGST4互作,竞争性占据其底物结合位点,阻碍花色苷从合成位置内质网向贮存细胞器液泡的转运。
该研究首次揭示了LBD转录因子在葡萄花色苷合成与运输中的双重调控功能,拓展了LBD家族在植物次生代谢中的功能认知。研究成果不仅为葡萄果实色泽改良提供了理论依据,也为其他作物的品质育种提供了潜在靶点。
