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ALA相关文章合集-1 | ALA调控苹果花青苷代谢与积累研究

2022-04-28  来自: 南京禾稼春生物科技有限公司 浏览次数:48

ALA相关文章合集-1 | Transcriptomic Profifiling of Apple Calli With a Focus on the Key Genes for ALA-Induced Anthocyanin Accumulation.


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花青苷是黄酮类次生代谢产物,广泛分布于植物的花、果实和种子。对于红色系果实而言,花青苷决定果实色泽,是评价果实外观品质和商品价值的重要指标。5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinic acid, ALA)是生物体内所有四吡咯(卟啉)化合物生物合成的关键前体。汪良驹等(2004)提出,ALA能够显著促进光照不足条件下苹果果实着色。这一效应相继在梨、桃、葡萄、荔枝、草莓等果实上证实,说明它在改善果实色泽、提高果实品质上有着广阔应用前景。然而,ALA促进果实着色的机理有待深入研究。

2021年3月26日,Frontiers in Plant Science在线发表南京农业大学汪良驹教授团队研究论文,题目为Transcriptomic Profiling of Apple Calli with a Focus on the Key Genes for ALA-Induced Anthocyanin Accumulation。该研究揭示了ALA调控苹果愈伤组织花青苷代谢与积累的分子机理,为ALA在提高果实品质上应用提供了新的理论依据。

该论文在证实外源ALA诱导苹果愈伤组织细胞花青苷大量积累基础上,利用转录组技术分析发现,ALA诱导花青苷积累既涉及类黄酮生物合成途径中的结构基因,包括MdCHSMdCHIMdF3’HMdDFRMdANSMdUFGT,也包括参与花青苷转运的结构基因,如MdGSTMdMATE,还包括R2R3型MYB家族转录因子基因MdMYB9和MdMYB10上调表达(Fig.1)。


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Fig.1 Expression pattern of genes involved in flflavonoid biosynthesis and transport.

       过表达和抑制表达分析表明,MdMYB9和MdMYB10是ALA调控苹果花青苷积累途径上游的关键转录因子(Fig.2)。



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Fig.2 Effect of ALA on coloration level and anthocyanin content as well as the corresponding gene expression in MdMYB10 and MdMYB9 transgenic calli.

     表达分析、生信分析和酵母单杂交等综合分析发现,MdMYB9和MdMYB10能够调控苹果MATE基因家族中MdMATE8表达(Fig.3)。


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Fig.3 Functional characterization of MdMATE8.

     作者提出,ALA之所以能够促进苹果果实花青苷积累,首先是诱导MdMYB9和MdMYB10两个转录因子基因上调表达,进而诱导花青苷生物合成结构基因和运输蛋白基因表达,因而,ALA是在促进花青苷合成与运输积累基础上,显著提高果实细胞花青苷含量,从而改善果实着色程度。这一研究成果有助于ALA在提高果实品质实践中推广应用。



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