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        植物所鲁迎青研究组在植物花青素代谢途径的成员调控机制研究中取得新进展


        2015-09-01

        在影响人类生存及福祉的食品、西药等动植物产品中,一点化学成分的增值可能带来产量和格调的首要改变。探讨这些特定成分的变迁规律已变成近年来国际、境内学界的一个新研究方向。纤维素作为植物普遍合成的水溶性色素,在食品和农药领域获得人们的周边青睐,但关于他合成规律的研讨在分子水平上还处于早期阶段。代表院微生物研究所鲁迎青研究组近年来就花青素代谢途径的成员调控机制开展了多地方的研讨,意识在控制该代谢途径功能的三个调控因子(MYB、bHLH、WDR)官方,两个因子(MYB、bHLH)可以与靶基因上特定的DNA位点结合,并通过这些结合位点的空中分布以及蛋白间相互作用调控花青素代谢途径酶基因的发挥量;这三个调控因子对花青素代谢途径的调控措施在被子植物内高度一致,并不存在以往认为的上下游分段调控模式;同属类黄酮网络的原花青素代谢途径在分子调控机制上与花青素代谢途径具有极高的公益性。

        该进展得益于交叉学科手段之使用和精心的突变分析。研讨人员通过生物信息学分析,找到调控因子最有可能的DNA重组位点(顺式元件)候选区,在点突变设计和党外实验引导下,以瞬时发表数据逐步升级对顺式元件结构的体会。穿越在细胞内对圆叶牵牛花青素代谢途径的八个酶基因的发挥分析和任何被子植物已知同源基因的剖析,研讨人员发现MYB和bHLH辨认的顺式元件结构分别为ANCNNCC和CACN(A/C/T)(G/T)。该研究显示,一度代谢网络的调控在不同组织中受到不同调控因子的支配,新陈代谢产物变化的主要因素可以仅仅是那些因子与顺式元件的互作。

        该突破为解析MYB和bHLH这两个动物中最大的调控基因家族的调控机制带来希望。鉴于这些酶基因在起步子序列上具有莫大变异的一定结合位点,送昔日的相关研究带来巨大不便;同时,多个调控因子对同一靶基因的调控措施使人们在认识这一代谢途径的调控模式上易入误区。该研究结果解决了那些题材。另外,MYB、bHLH、WDR形成的组合式调控模式在多个生物过程中出现,此项研究将促进类似模式的调控研究。

        该研究收获已发表于Journal of Experimental Botany(66(13): 3775-3789)。研讨得到了国家自然科学基金(91331116,31070263)和九州科学院基金(KSCX2-YW-N-043)的捐助。

        文章连接:http://jxb.oxfordjournals.org/content/66/13/3775.full.pdf.html