花青素是次级代谢产物的一部分,其由环境刺激和发育信号诱导。花青素积累被植物中的MYB-bHLH-WD40(MBW)蛋白复合物激活。但缺乏植物如何维持花青素以响应信号的证据。2019年3月15日,四川大学生命科学学院林宏辉团队等在PLOS Genetics上发表题为“Regulation of anthocyanin accumulation via MYB75/HAT1/TPL-mediatedtranscriptional repression”的文章,揭示了HAT1作为花青素积累的新调节剂,并提供抑制花青素积累的机制。
先前的研究已经证明HAT1参与了干旱反应,研究人员发现过量表达HAT1的转基因植物(35S:HAT1)与干旱胁迫下的野生型植物相比,花青素积累较少。在拟南芥中,花青素积累的水平取决于光照强度。为了解HAT1如何影响花青素积累,研究人员将拟南芥幼苗保持在40μmolm-2 s-1(以下称为对照)的弱光下,这是一种对照光强度,野生型植物积累的花青素含量非常低。为了诱导花色素苷生物合成,然后将幼苗转移到中等高光(180μmolm-2s-1,以下称为高光)。
暴露于高光下,过表达HAT1的两条独立系(35S:HAT1#11和#13)比野生型植物积累的花青素少,而hat1突变体显示出更高的花青素积累。研究人员还检测了花青素特异性生物合成基因,DFR,LDOX和UF3GT的表达水平。这些基因的表达在35S:HAT1植物中也减少,但在hat1突变体中诱导。此外,研究团队还注意到HAT1转录在高光条件下受到显著抑制。
如弱光条件下,植物高表达HAT 1
总之在该研究中,分子和遗传证据显示HAT1通过MBW蛋白复合物的翻译后调节起到花青素积累的新破坏。拟南芥幼苗中HAT1的功能丧失表现出花青素积累增加,而HAT1的过表达显着抑制花青素积累。研究人员发现HAT1与MYB75相互作用,从而干扰了MBW蛋白复合物。 HAT1的过表达抑制了pap1-D植物的丰富的花色素苷表型。 HAT1的特征在于具有N末端EAR基序的转录抑制因子,其确定与TOPLESS辅阻遏物相互作用。
在强光等诱导条件下,HAT 1的表达受到抑制
通过EAR基序的缺失或突变,可以消除HAT1在基因表达和花青素积累调节中的抑制活性。染色质免疫沉淀测定揭示MYB75通过靶基因中的组蛋白H3去乙酰化与HAT1-TPL形成转录抑制因子复合物。研究人员提出HAT1通过阻断MBW蛋白复合物的形成来抑制花青素积累,通过阻断MBW蛋白复合物的形成和募集TPL辅阻遏物来表观遗传调节花青素晚期生物合成基因(LBGs)。
原文链接:
https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1007993
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