ABA信号通路对葡萄果皮花青苷生物合成的调控机制研究
2021-05-13徐献斌耿晓月陶建敏
徐献斌,李 慧,耿晓月,郑 焕,陶建敏
(南京农业大学 园艺学院,南京 210095)
葡萄(VitisL.)是一种重要的果树作物,鲜食葡萄在世界上被广泛种植[1]。葡萄果皮颜色是衡量葡萄商品性的重要指标之一。但是一些红色的鲜食葡萄品种,常常因为环境条件不理想或管理措施不到位而达不到较好的着色条件,部分葡萄成熟期的果实不能充分着色[2]。一般认为,红色或黑色葡萄果皮的着色与花青苷积累相关,目前对花青苷的合成和调控已有深入的研究[3]。在生产上外源施用ABA来促进葡萄着色已开始应用,ABA促进花青苷的生物合成和果实着色也已有文献报道,但其具体的分子机理还不清楚[4-6]。
前人研究表明,ABA信号通路由ABA受体(PYL/RCAR)、2C型蛋白磷酸酶(PP2C)、SnRK2激酶、ABRE元件结合因子(AREB/ABFs)组成[7-8]。在缺乏ABA的情况下,PP2Cs通过相互作用和去磷酸化使SnRK2s蛋白失去活性[9]。在ABA存在的情况下,PYL/RCAR与PP2Cs相互作用,破坏了PP2Cs与SnRK2s的相互作用,SnRK2s可以自磷酸化而活化,从而结合下游的AREB/ABFs转录因子[10]。AREB/ABFs通过结合下游基因启动子中的ABRE元件,来激活下游基因的表达,从而调控一系列生理过程,如抗逆、果实成熟、花青苷积累等[8,11-12]。在葡萄中,研究者们已经从ABA信号通路中分离和鉴定出了PYL/RCAR、PP2C、SnRK2和AREB/ABFs基因[8,13]。而调控花青苷生物合成的ABA信号通路基因仍需要进一步的筛选和鉴定。
本研究通过实时荧光定量PCR技术,对候选的ABA信号通路基因和花青苷生物合成相关基因的表达规律进行分析,同时对6个花青苷生物合成相关基因启动子进行克隆和顺式作用元件分析,筛选可能调控葡萄果皮花青苷生物合成的ABA信号通路基因,以及ABA信号通路基因可能直接调控的下游基因。……
