近日,中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所在植物次生代謝物生物合成調(diào)控機制研究方面取得新進展,發(fā)現(xiàn)了MYB3轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控苯丙氨酸合成新分子機制。相關(guān)研究成果于5月8日在線發(fā)表在國際著名的植物學雜志《植物生理學(Plant Physiology)》上。
植物能夠合成各種次生代謝物,包括生物堿、萜類、黃酮類、硫代葡萄糖苷等。這些次生代謝物在植物適應環(huán)境的過程中扮演著非常重要的角色,它們參與調(diào)控植物的品質(zhì)、生長發(fā)育、生物和非生物脅迫等各種生理生化過程,而R2R3-MYB類轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控苯丙烷類次生代謝生物合成中起到重要的作用。
在擬南芥MYB轉(zhuǎn)錄因子中,第4亞類的MYB3、MYB4、MYB7、MYB32轉(zhuǎn)錄因子因含有EAR 抑制基序而具有轉(zhuǎn)錄抑制活性,但是其調(diào)控基因表達的分子機理尚未闡述清楚。研究團隊前期的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)了MYB4、MYB7、MYB32因子與細胞核膜蛋白SAD2相互作用,定點突變分析發(fā)現(xiàn)了MYBs蛋白保守基序GY/FDFLGL的天冬氨酸(Asp,D)在蛋白相互作用中起到了重要作用,這種互作使得MYBs蛋白能夠進入細胞核從而調(diào)控基因的表達,這一結(jié)果發(fā)表在《植物雜志(The Plant Journal)》上。在前期的基礎(chǔ)上,進一步研究發(fā)現(xiàn),MYB3的調(diào)控機制與MYB4、MYB7、MYB32完全不一樣,酵母雙雜交實驗發(fā)現(xiàn)MYB3能夠與LNK蛋白家族成員LNK1和LNK2相互作用,這種互作依賴于LNK蛋白C端的保守基序R1和R2,定點突變發(fā)現(xiàn)保守基序R1和R2中的天冬氨酸(Asp,D)在互作中起到重要的介導作用,轉(zhuǎn)錄激活檢測分析證明了LNK1和LNK2通過其N端的ENT結(jié)構(gòu)域來調(diào)控MYB3的抑制子功能,上述研究工作深入揭示了MYB抑制子調(diào)控植物次生代謝物生物合成的分子機制,為植物代謝工程和品質(zhì)改良提供了重要的理論基礎(chǔ)。
該論文以生物所為第一完成單位,周美亮副研究員為第一作者,周美亮副研究員和吳燕民研究員為共同通訊作者。該研究得到科技部、國家自然科學基金委和中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程的資助。(通訊員 崔艷)
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