近日，Horticulture Research在线发表了山东农业大学陈学森教授研究组题为“Auxin regulates anthocyanin biosynthesis through the Aux/IAA–ARF signaling pathway inapple”的研究论文，揭示了生长素调控苹果花青苷代谢的分子机制。
中国是世界苹果属植物（Malus）的起源演化中心，物种及遗传多样性极为丰富。有效利用新疆野苹果（M.sieversii）等苹果资源开展远缘杂交育种，培育功能型苹果等特色品种，对扩大栽培苹果品种的遗传基础及资源的科学保护与持续利用具有重要意义。生长素作为调控植物生长发育的重要激素之一，其调控苹果中花青苷合成的相关机制尚未报道。
本实验室利用新疆红肉苹果杂种F1 群体中的‘紫红3 号’优株（R6/R6基因型）幼嫩叶片诱导了愈伤组织，在正常组织培养条件下愈伤组织为红色，提高NAA 和2,4-D的浓度可以抑制花青苷的合成。该研究分离得到生长素响应基因MdARF13，过表达MdARF13基因抑制苹果愈伤组织中花青苷的合成。MdARF13转录因子自身存在抑制结构域，其可以直接识别并抑制花青苷下游基因MdDFR的表达。而MdARF13也可以与调控花青苷合成的关键转录因子MdMYB10结合，影响MBW蛋白复合体的形成。此外，生长素信号依赖Aux/IAA-ARF途径传导。本研究发现MdARF13作为MdIAA121的靶蛋白，而高浓度生长素条件下MdIAA121蛋白可以被迅速降解从而释放MdARF13。进一步通过共转实验证明，MdIAA121与MdARF13的相互作用可以削弱MdARF13的抑制作用。本文揭示了生长素通过MdIAA121-MdARF13途径参与调控苹果花青苷的合成代谢过程，为生产上合理使用外源激素提高果实品质提供了理论支持。
Fig. 2 Model of the effects of auxins on anthocyanin accumulation viathe Aux/IAA–ARF signaling pathway
王意程博士为论文第一作者，陈学森教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
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