VvBBX44 и VvMYBA1 образуют регуляторную петлю обратной связи для балансировки биосинтеза антоцианов в винограде

Антоцианы критически важны для качества и цвета винограда. Транскрипционные факторы HY5 и MYBA1 играют ключевую роль в их биосинтезе. Недавние данные показали, что белок B-box VvBBX44 подавляет выработку антоцианов, ингибируя экспрессию VvHY5, но точный механизм оставался неясным.

Исследование, опубликованное в Horticulture Research, раскрыло молекулярный механизм регуляции антоцианов VvBBX44.

Результаты исследования:

• Локализация и функция: VvBBX44 локализуется в ядре и цитоплазме и не обладает транскрипционной активностью в дрожжах.
• Роль репрессора: Нокаут VvBBX44 с помощью CRISPR-Cas9 в каллусах винограда привел к увеличению содержания антоцианов и повышенной экспрессии генов VvMYBA1 и VvUFGT, что подтвердило репрессорную роль VvBBX44.
• Прямое подавление: Установлено, что VvBBX44 напрямую подавляет VvMYBA1, связываясь с его промотором.
• Динамика экспрессии: Анализ стадий развития ягод показал, что экспрессия VvBBX44 и VvMYBA1 меняется в ответ на окрашивание ягод.
• Петля обратной связи: VvMYBA1 активирует экспрессию VvBBX44, формируя петлю обратной связи. VvBBX44 репрессирует транскрипционную активность VvMYBA1 в отношении генов VvUFGT и самого VvBBX44, но не взаимодействует с VvMYBA1 физически.
• Реакция на антоцианы: Внешнее применение антоцианов стимулирует экспрессию VvBBX44, что указывает на механизм обратной связи для предотвращения их избыточного накопления.

Вывод: Исследование выявило сложную регуляторную сеть с петлей обратной связи, в которой VvBBX44 подавляет VvMYBA1 для балансировки производства антоцианов в винограде. Это дает новое понимание механизмов регуляции накопления метаболитов у растений и указывает на потенциальные мишени для улучшения качества винограда методами генетической инженерии.