牧草种质资源团队解析生长素反应因子调控类黄酮合成的分子机制

　　近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源保护与利用科技创新团队解析了生长素反应因子调控植物类黄酮生物合成的分子机制，为改良植物类黄酮品质的育种提供了潜在的候选基因。相关研究成果发表于《（植物学）Planta》上。

 

　　类黄酮是植物中具有重要生物活性的次生代谢产物，对植物的抗逆性以及人类和动物的营养、健康、疾病防治都有重要作用。原花色素是类黄酮生物合成途径中重要的代谢产物，在抑制反刍动物臌胀病中发挥着重要作用。但是，作为“牧草之王”的紫花苜蓿，其原花色素含量严重不足，反刍动物采食后易引发臌胀病。因此，解析以原花色素为主的类黄酮的调控机制有助于解决动物鼓胀病，提高生产效率。

 

　　研究人员通过遗传学和分子生物学的方法，对模式植物拟南芥中的23个生长素反应因子进行研究，发现仅有ARF2基因的过量表达提高了类黄酮和中酮醇、原花色素的含量。研究表明，一方面，ARF2作用于MYB12的上游，通过调控F3'H和FLS等黄酮醇分支途径基因的表达增加黄酮醇的含量；另一方面，ARF2也作用于调控原花色素的关键基因TT2的上游，与TT2蛋白相互作用，通过调控ANS、ANR、TT12和TT19等原花色素分支途径基因的表达提高原花色素的含量。上述结果解析了生长素反应因子ARF2调控黄酮醇和原花色素生物合成的分子机制，为改良植物类黄酮品质提供了潜在的候选基因，为培育抗臌胀病的紫花苜蓿提供了理论支撑。

 

　　该研究得到国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划支持。

 

　　原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00425-022-03936-w。