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New Phytologist | 中国农科院生物技术研究所林浩团队

作者:南京维百瑞生物科技有限公司 浏览:63 发表时间:2020-11-23 15:09:24

        植物中的图案化色素为自然界提供了色彩多样性。作为重要的植物保护色素,花色素苷赋予从红色、紫色到蓝色的鲜艳色彩,通常是复杂的图案,如斑点、条纹和静脉色素沉着。在花和果实中,这些模式在吸引授粉者和种子传播者方面发挥了重要的生态功能,因此影响了繁殖的成功。营养组织中的花色素苷色素沉着通常是在非生物胁迫下产生的,而叶片中空间受限的花色素苷模式是在叶片发育过程中建立的,这种模式相对不常见,可能作为一种阻止捕食者的信号,如在一些有毒的观赏植物中,如金钱草,也存在于许多豆科牧草中,如三叶草属中的一些属和大多数一年生苜蓿属物种。植物中有图案的叶子颜色在自然界中产生了显著的多样性,但是其潜在的机制仍然很不清楚。


        2020年11月22日,中国农科院生物技术研究所林浩课题组在著名期刊“New Phytologist”发表名为“The antagonistic MYB paralogs RH1 and RH2 govern anthocyanin leaf markings in Medicago truncatula”的文章,研究证实了拮抗基因同源物RH1和RH2决定蒺藜苜蓿叶片花色苷标记的分子机制。

 

 

        研究人员以蒺藜苜蓿叶标记为模型,证明了经典的蒺藜苜蓿叶花色苷斑点性状依赖于两个R2R3 MYB平行调节子,RED HEART1 RH1和RH2。RH1主要作为花青素生物合成激活剂,根据其碳末端激活基序特异性决定叶标记的形成。RH1与蒺藜苜蓿bHLH蛋白MtTT8和WDR家族成员MtWD40-1发生物理相互作用,这种相互作用促进了RH1在叶片花色素苷标记形成中的作用。RH2由于一个发散的C末端结构域而失去了转录激活活性,但保留了与RH1相同的配偶体MtTT8和MtWD40-1相互作用的能力,从而在调节复合体中充当竞争对手并发挥相反的作用。此外,结果表明,RH1可以激活自己的表达,RH2介导的竞争可以抑制RH1的表达。

蒺藜苜蓿野生型和不同突变体的叶标记表型和RH1-RH2调节模式的图解

 

        总而言之,研究证实了拮抗基因同源基因 RH1和RH2决定蒺藜苜蓿花青素标记的分子机制。我们的发现为微调花纹色素沉着提供了一种平行-拮抗的调节范式,并为通过功能缺失突变的基因亚功能化的进化提供了机械性的见解。


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