近日,,園藝學(xué)院余義勛教授課題組在國際著名期刊Horticulture Research(中科院一區(qū)Top)上在線發(fā)表了題為“Co-silencing of PhENO1 and PhPPT alters anthocyanin production by reducing phosphoenolpyruvate supply in petunia flower”的研究論文,。
花青素是植物界中重要的天然色素,,不僅使得花朵擁有了絢麗多彩的色澤,,也加強了植物抵抗逆境的能力,。質(zhì)體中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)是花青素合成的關(guān)鍵前體物質(zhì),,為其合成提供分子骨架,。植物細(xì)胞質(zhì)體中PEP可能有三種來源途徑:PPT蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞質(zhì)輸入途徑,、質(zhì)體內(nèi)ENO酶或PPDK酶催化合成途徑,,但具體哪條路徑主導(dǎo)花青素合成尚不可知。
該研究發(fā)現(xiàn),,單獨沉默PhENO1,、PhPPT或PhPPDK或者是共同沉默PhENO1和PhPPDK或PhPPT和PPDK均未引起矮牽牛的表型發(fā)生變化。僅當(dāng)PhENO1與PhPPT共同沉默時,,矮牽?;ㄉ@著變淺,花青素含量顯著下降,,PEP水平顯著下降了52%,,莽草酸、類黃酮,、芳香族氨基酸等代謝物同步下降,,但花青素合成相關(guān)的關(guān)鍵基因表達量未受影響。研究還發(fā)現(xiàn)三重沉默PhENO1/PhPPT/PhPPDK的植株表型與共同沉默PhENO1和PhPPT表型一致,。另基于熒光蛋白標(biāo)記實驗顯示PhENO1與PhPPT蛋白分別定位于質(zhì)體基質(zhì)和膜系統(tǒng),,從而最終確定質(zhì)體中PEP主要來源于質(zhì)體內(nèi)部ENO1催化生成和PPT介導(dǎo)的跨膜運輸,而并非是PhPPDK催化生成,。該研究結(jié)果為花色分子育種提供了新路徑,。
園藝學(xué)院博士研究生李欣(已畢業(yè))和曹嘉浩為該文的共同第一作者,余義勛教授和劉娟旭副教授為該文的通訊作者,。該研究得到了國家自然科學(xué)基金的資助,。
文圖/園藝學(xué)院