拟南芥MYB57蛋白调控类黄酮生物合成的分子机制研究

Flavonoids are widely and abundantly exsiting plant-specific secondary metabolism products. In Arabidopsis, flavonols are predominantly accumulated in inflorescence, nevertheless, which contains low levels of anthocyanins. MYB57, a GAMYB transcription factors involved in GA signaling pathway, is reported critical for flower development. Studying the regulation of flavonoids by MYB57 will be meaningful for deeper understanding of the flavonoid biosynthesis mechanisms. FLS1 and DFR, encoding key enzymes in Arabidopsis flavonol biosynthesis and anthocyanins biosynthesis, respectively, showed opposite expression pattern: reduced FLS1, while elevated DFR transcripts could be detected in myb57 mutant, suggesting that MYB57 might be involved in regulation of flavonoid biosynthesis. In this proposal, our research will mainly focus on dissecting the binding ability of MYB57 to FLS1 promoter, as well as its competitively interaction with MBW complexes. Our investigation will be helpful to understand the tissue-specific regulatory mechanism of flavonoid biosynthesis and may provide new strategies for crop improvement in the future.

类黄酮类化合物属于植物特有的次生代谢产物，含量丰富，种类繁多，在植物生长发育及与环境互作等方面发挥重要的作用。据报道，植物的花器官合成丰富的黄酮醇及其衍生物，但却难以检测到花青素的积累。GAMYB家族成员MYB57，是赤霉素信号途径中重要的转录因子，参与植物的花器官发育。我们已有的研究结果表明，myb57突变体花器官中黄酮醇合成的关键酶基因FLS1的表达量明显降低；相反地，花青素合成的关键酶基因DFR的表达增高。该表达特征说明MYB57很可能参与花器官中类黄酮的合成调控。本项目将通过分子生物学、生物化学等手段深入研究MYB57调控拟南芥花器官中类黄酮的合成机理，重点分析MYB57对FLS1启动子的直接结合能力，以及其对花青素合成调控复合体成员的竞争结合能力。本研究可将植物发育与次生代谢流的积累联系起来，有利于我们深入了解植物次生代谢途径调控的复杂性，也为今后作物品质改良提供重要的线索。

类黄酮类化合物属于植物特有的次生代谢产物，含量丰富，种类繁多，在植物生长发育及与环境互作等方面发挥重要的作用。其中，植物的花器官合成丰富的黄酮醇及其衍生物。拟南芥MYB21，作为GAMYB家族成员，是赤霉素信号途径中重要的转录因子，参与植物花发育过程。本项目通过分子生物学、生物化学等手段深入研究MYB21调控拟南芥花器官中类黄酮的合成机理，重点分析MYB21对FLS1启动子的直接结合能力。另外，有报道miR156及其靶基因SPL9通过影响MBW复合体的功能，参与类黄酮合成代谢流的调控，我们通过研究miR156及其靶基因SPL9影响植物免疫反应的机理，为类黄酮物质影响植物的抗性提供了佐证。最后，研究拟南芥模式植物的基础上，我们发现茶树类黄酮物质——儿茶素的调控机制，提出HD-Zip II 蛋白(HB2)通过竞争结合 MBW 复合成员中的 WD40 类转录因子，负调控儿茶素生物合成。综上，本研究将植物发育与次生代谢流的积累联系起来，有利于我们深入了解植物次生代谢途径调控的复杂性，也为今后作物品质改良提供思路。