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血橙花青素生物合成中的选择性剪接和转录因子相互作用

开心的月饼 2024-03-06 14:48:57 生活常识

血橙因其花青素的鲜艳颜色而闻名,是营养保健品行业需求不断增长的焦点,其中“Tarocco”[C.sinensis(L.)Osbeck]是最广泛分布的品种。目前的研究揭示了花青素产生的遗传机制,例如RUBY1转录因子的激活和MBW复合物的重要性。

血橙花青素生物合成中的选择性剪接和转录因子相互作用

然而,充分理解脱落酸信号传导与色素生物合成之间的关系以及选择性剪接在水果品质中的作用仍然存在挑战。

2023年9月,园艺研究发表了题为“CsTT8通过选择性剪接转录调节血橙中花青素积累”的研究。本研究揭示了TT8(一种基本螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子)在血橙花青素生物合成和果实品质中的复杂作用,重点关注选择性剪接的影响。

本研究初步鉴定了血橙(Citrussinensiscv'Tarocco')中拟南芥碱性螺旋-环-螺旋AtTT8的同源基因,命名为CsTT8。随后,观察到有关CsTT8基因的三个不同的选择性剪接事件,突出显示了Δ15-TT8的产生,该基因由于外显子跳跃而缺乏关键的SAHIQ基序。人们发现这种异常剪接变体会下调TT8表达,从而对色素积累产生负面影响。

研究方法包括比较野生型和缺乏色素沉着的突变体果实之间的mRNA水平和花青素含量,结果表明野生型表现出较高的TT8表达和花青素含量,而突变体则表现出较高的Δ15-TT8水平以及降低的色素沉着和柠檬酸盐含量。

此外,酵母一杂交和二杂交测定表明,TT8与RUBY1和WD40相互作用,形成激活花青素生物合成基因所必需的调节复合物,而Δ15-TT8的相互作用能力受到损害。亚细胞定位研究证实,TT8(而非Δ15-TT8)定位于细胞核,强调了其在基因调控中的作用。

随后,研究发现TT8似乎与RUBY1或MYB5结合形成两种不同的调节复合物,分别调节花青素生物合成和液泡酸化。瞬时过表达实验验证了TT8调节复合物在花青素和柠檬酸盐生产中的功能意义,也表明对脱落酸(ABA)生物合成的影响。

研究还发现,在果树上施用外源ABA可以在果实成熟前上调TT8的转录,增加花青素含量,改善果实品质,凸显了ABA与TT8之间的调控相互作用。

总体而言,这项研究不仅增进了我们对血橙果实品质性状背后的遗传和分子机制的理解,而且还证明了选择性剪接、转录因子相互作用和植物激素信号在调节这些过程中之间复杂的相互作用。


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