桃是世界性重要核果類果樹，紅肉桃果肉富含花青素。桃的紅肉性狀分為顯性紅肉、隱性紅肉兩種遺傳類型。顯性紅肉由第5號染色體上的BL基因調控，花青素主要在果實發育后期積累。隱性紅肉受第4號染色體隱性位點bf控制，從果實發育初期就啟動花青素合成，著色過程持續至果實完全成熟，同時伴隨葉片中脈發紅的特征表型。迄今為止，控制隱性紅肉性狀的關鍵基因及其分子調控機制尚不明晰。
近日，中國科學院武漢植物園科研團隊選取隱性紅肉桃‘黑桃’與普通白肉桃‘白鳳’作為試驗材料開展研究。表型觀察發現，‘黑桃’花后45天果肉開始顯現紅色，花后60天花青素大量積累，而‘白鳳’果肉在整個觀測階段均無花青素積累。套袋遮光處理證實，隱性紅肉桃果肉的花青素積累過程具有光依賴性。
團隊借助VIGS基因沉默技術證實，光通路關鍵基因PpHYH 與PpBBX4是隱性紅肉桃果肉花青素積累不可或缺的調控因子。結合bf定位區間內基因表達模式與基因組結構變異分析，團隊鎖定候選基因Rbl。該基因編碼含94個氨基酸的小肽，同源序列僅存在于李屬植物中，屬于李屬特有基因。桃體內瞬時過表達、沉默實驗，以及草莓、擬南芥異源轉化結果均證明Rbl是花青素積累的負調控因子。
團隊通過酵母單雜交、EMSA、DAP?seq、雙熒光素酶實驗證實，Rbl識別PpHYH啟動子上C/ACGT順式作用元件，直接抑制PpHYH轉錄。酵母雙雜交、熒光素酶互補、GST?pull down實驗進一步揭示，Rbl可競爭性阻礙PpHYH?PpBBX4轉錄復合體的形成，削弱其對下游花青素核心調控基因PpMYB10.1的激活能力，最終抑制花青素合成。在隱性紅肉桃中，基因組片段缺失導致Rbl表達受阻，光信號誘導產生的PpHYH能夠和PpBBX4結合形成轉錄復合體，激活PpMYB10.1表達，驅動果肉大量合成花青素。
該研究揭示了小肽分子參與果實花青素合成調控，完善了李屬果樹光調控花青素積累的分子通路，為桃紅肉分子育種提供新靶標。
相關研究成果發表在Molecular Horticulture上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。
小肽Rbl通過HYH?BBX信號模塊抑制桃果實花青素積累
桃是世界性重要核果類果樹，紅肉桃果肉富含花青素。桃的紅肉性狀分為顯性紅肉、隱性紅肉兩種遺傳類型。顯性紅肉由第5號染色體上的BL基因調控，花青素主要在果實發育后期積累。隱性紅肉受第4號染色體隱性位點bf......
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