黃酮醇是一類重要的次生代謝產(chǎn)物，在防治人類腫瘤、預(yù)防心血管疾病、降低血糖血脂、抗氧化、抗病毒、抗過敏等方面發(fā)揮著重要作用。蘋果除了含有多種維生素之外，還富含黃酮醇，這是“一日一蘋果，醫(yī)生遠(yuǎn)離我”的重要原因。了解黃酮醇的生物合成調(diào)控對改善蘋果果實品質(zhì)、提高蘋果營養(yǎng)價值和提高蘋果環(huán)境適應(yīng)性具有重要意義。

2022年2月，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)汪良駒團隊在International Journal of Molecular Sciences上發(fā)表了題為“MdSCL8 as a Negative Regulator Participates in ALA-Induced FLS1 to Promote Flavonol Accumulation in Apples”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)MdSCL8作為MdFLS1的新調(diào)節(jié)因子，在ALA誘導(dǎo)蘋果黃酮醇積累的過程中發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用。該項目中所用的蘋果酵母文庫由歐易生物構(gòu)建。

本研究首先檢測到ALA處理后的蘋果愈傷組織中黃酮醇含量顯著升高，證實了ALA對愈傷組織中黃酮醇積累存在促進作用（如圖1A）。進一步檢測發(fā)現(xiàn)，ALA處理的蘋果愈傷組織中MdFLS1 表達(dá)量顯著上升（如圖1B）。同時通過GUS檢測，發(fā)現(xiàn)這是ALA處理增強了MdFLS1啟動子活性（如圖1C-D）。

                   圖1 ALA處理對蘋果愈傷組織中黃酮醇含量、MdFLS1表達(dá)及啟動子活性的影響

為了挖掘影響ALA誘導(dǎo)蘋果黃酮醇積累的關(guān)鍵調(diào)控因子，作者以Y1HGold[proMdFLS1-AbAi] 為誘餌，通過酵母單雜交篩選了ALA處理后的蘋果愈傷組織cDNA文庫。結(jié)果顯示篩選出的蛋白質(zhì)主要參與光合作用調(diào)控、碳糖代謝、氧化/滲透脅迫響應(yīng)、木質(zhì)素生物合成、果實成熟發(fā)育等過程，以及一些功能未知的蛋白質(zhì)。其中， MdSCL8轉(zhuǎn)錄因子，由于其在草莓中的同源基因已被報導(dǎo)與黃酮的合成有關(guān)，引起了研究者的注意。進一步通過Y1H assay驗證確認(rèn)了MdSCL8可以與MdFLS1啟動子互作（如圖2A）。通過雙熒光素酶實驗和GUS檢測，發(fā)現(xiàn)MdSCL8可以負(fù)向調(diào)控MdFLS1啟動子活性（如圖2B-D）。

圖4 MdHY5、MdMYB22和MdSCL8相互作用分析

ALA通過調(diào)控MdFLS1的表達(dá)促進蘋果體內(nèi)黃酮醇的積累。在這一過程中，一種新的負(fù)調(diào)節(jié)因子——GRAS家族的MdSCL8，以及兩種正調(diào)節(jié)因子MdMYB22和MdHY5被證實發(fā)揮了重要作用。

本研究探討了ALA誘導(dǎo)蘋果黃酮醇積累的機制，為植物黃酮醇生物合成調(diào)控提供了新的見解，有利于改善果實營養(yǎng)，促進人體健康。

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https://doi.org/10.3390/ijms23042033