Новый ген-мишень для управления антоцианами в растениях

Антоцианы и проантоцианидины — два класса флавоноидов, полезных для здоровья человека. Их биосинтез имеет общий начальный путь. Гены, регулирующие этот синтез — консервативные тройные белковые комплексы MYB-bHLH-WD40. У Arabidopsis thaliana ген AtTT19 необходим для накопления как антоцианов, так и проантоцианидинов. Однако оставалось неясным, участвует ли TT19-подобная глутатион-S-трансфераза (GST) в накоплении проантоцианидинов у других растений.

В исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Botany, учёные из Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) Китайской академии наук показали, что ген MtGSTF7 (TT19-подобная GST) активируется регулятором антоцианов LAP1 и определяет накопление антоцианов, но не проантоцианидинов, у модельного бобового растения Medicago truncatula.

Используя анализ транскриптомных данных, определение паттернов экспрессии, фенотипический анализ мутантов и генетические комплементационные тесты, исследователи установили:

• MtGSTF7 играет критическую роль в накоплении антоцианов у M. truncatula.
• Уровни транскриптов генов пути биосинтеза антоцианов у мутантов MtGSTF7 не отличались от дикого типа.
• Экспрессия MtGSTF7 в мутантах tt19 (A. thaliana) восстанавливала дефицит антоцианов, что демонстрирует аналогичную с AtTT19 функцию — облегчение транспорта антоцианов из эндоплазматического ретикулума в вакуоль.
• Анализ с помощью yeast-one-hybrid и dual-luciferase reporter показал, что LAP1 связывается с промотором MtGSTF7 и активирует его экспрессию.
• Накопление проантоцианидинов у мутантов MtGSTF7 не нарушалось.

«Наши результаты показывают, что механизм накопления антоцианов и проантоцианидинов у M. truncatula отличается от такового у A. thaliana. Это исследование предоставляет новый ген-мишень, MtGSTF7, для управления антоцианами в растениях», — заявил Чэнь Цзянхуа из XTBG.