武汉植物园科研人员揭示光照促进桃果皮着色的形成机制

    光照是桃果实着色的一个重要条件，但相关机制不清。近日，武汉植物园果树分子育种学科组发现了光响应基因HYH基因在桃果皮着色中的调控制作用，研究成果以“PpHYH is responsible for light-induced anthocyanin accumulation in fruit peel of Prunus persica”为题发表于国际期刊Tree Physiology。

　研究人员通过对毛桃和油桃果皮在光照和遮光条件下组学分析，发现调控桃果皮花青苷的积累候选调节基因PpHYH，该基因编码蛋白缺少转录激活结构域，需要与伴侣蛋白PpBBX4互作形成异源二聚体才能实现对花青苷合成的转录调控功能。PpHYH与PpBBX4基因在桃果实中瞬时过表达可促进花青苷的积累。在光照条件下，PpHYH转录因子的表达受到诱导，PpHYH通过激活花青苷调节基因PpMYB10.1及其附近的两个同源基因PpMYB10.2和PpMYB10.3的表达，促进果皮着色呈现红色；然而在黑暗条件条件下，光信号途径关键抑制因子PpCOP1在细胞核内大量积累，引起PpHYH蛋白的降解，使得PpHYH/PpBBX4复合物无法形成，导致花青苷积累受阻，果皮颜色呈现绿色。该研究首次发现了PpHY5同源基因在果树果实色泽性状形成中的调控作用，研究结果有助于系统理解光照对果实着色的调控机制，也为果实色泽性状的遗传改良与调控提供了理论支撑。  

　　武汉植物园博士研究生赵磊为论文第一作者，武汉植物园韩月彭研究员和郑蓓蓓博士为通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划项目（2018YFD1000200）、国家自然科学基金项目（31872087）和中国现代农业产业技术体系（CARS-30）的资助。