Исследование раскрывает механизм накопления антоцианов при дефиците фосфора

Антоцианы — это природные пигменты, широко распространённые в растениях, которые могут служить метаболическими маркерами дефицита питательных веществ, особенно фосфора (P). Хотя биосинтез антоцианов хорошо изучен, молекулярный механизм того, как растения реагируют на стрессы окружающей среды, такие как дефицит P, посредством синтеза антоцианов, изучен мало.

В исследовании, опубликованном в Plant Physiology and Biochemistry, учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук изучили биологические функции транскрипционного фактора ответа на фосфорное голодание 1 (PHR1) в биосинтезе антоцианов, индуцированном дефицитом P, с помощью молекулярных и генетических методов.

Исследователи сначала изучили накопление антоцианов у мутантов Arabidopsis с дефицитом синтеза антоцианов. С помощью количественного ПЦР-анализа в реальном времени (qRT-PCR) они показали, что дефицит P может индуцировать накопление антоцианов, и этот процесс зависит от ключевых белков синтеза антоцианов.

Затем с помощью дрожжевого двухгибридного анализа они выявили возможные физические взаимодействия между центральными белками сигналинга дефицита P и ключевыми компонентами пути синтеза антоцианов. Было обнаружено, что ключевой транскрипционный фактор P-сигналинга PHR1 взаимодействует с ключевым белком синтеза антоцианов.

Дальнейший фенотипический анализ показал, что PHR1/PHLs (гомологи PHR1) положительно регулируют накопление антоцианов, индуцированное дефицитом P.

Исследование показывает, что PHR1 и комплексы MYB-bHLH-WD40 (MBW) формируют белковые комплексы, которые напрямую опосредуют процесс накопления антоцианов, индуцированного фосфорным голоданием. Это даёт новое механистическое понимание того, как сигналинг дефицита P зависит от эндогенного пути синтеза антоцианов для стимуляции их накопления у Arabidopsis.

«Наше исследование может обеспечить теоретическую основу для понимания внутренней связи между экзогенными сигналами питательных веществ и эндогенной сигнализацией синтеза антоцианов», — сказал Ху Яньжу из XTBG.