全球气候变暖导致干旱胁迫加剧,这对苹果产量造成了严重影响。明确苹果的耐旱基础可以加速耐旱品种的分子育种以维持苹果的产量。
2023年12月,中国农业大学园艺学院孔瑾教授团队Plant Science 在线发表了一篇题为The WRKY17-WRKY50 complex modulatesanthocyanin biosynthesis to improve drought tolerance in apple的研究论文,揭示了WRKY17-WRKY50复合物调节花青素生物合成以提高苹果的耐旱性的作用机制。

该研究采用了酵母双杂交(Y2H)技术鉴定出转录因子 MdWRKY50 作为耐旱蛋白 MdWRKY17 的相互作用子,并通过双分子荧光互补(BiFC)和Pull-down 测定证实了它们的相互作用。研究发现,MdWRKY50在苹果中是由干旱诱导的,当在苹果中过表达时,通过与花青素合成基因查尔酮合酶(MdCHS)的启动子直接结合,上调了MdCHS的表达,从而提高了花青素的水平并提高苹果耐旱能力。

值得注意的是,MdWRKY50 RNA 干扰转基因苹果植物呈现出与过表达相反的表型。与MdWRKY17AP和MdWRKY17相比,MdWRKY50与突变的MdWRKY17DP的二聚化模拟了干旱诱导的丝裂原激活蛋白激酶激酶2(MEK2)-MPK6级联的磷酸化,这进一步促进了花青素的生物合成,表明MdWRKY50通过与MdWRKY17的二聚化更有效地在干旱胁迫下促进花青素的合成。

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The MEK2-MPK6-WRKY17-WRKY50-CHS pathway regulates anthocyanin biosynthesisin apple in response to drought stress

综上,该研究揭示了MEK2-MAPK6-MdWRKY17-MdWRKY50-MdCHS这一完整的耐旱途径,并储备了具有增强耐旱性和更高花青素水平的转基因苹果种质。这项研究成果不仅对苹果产业的可持续发展至关重要,同时也为全球粮食安全和气候适应性提供了新的思路和方法。

关于 Fruit Research

Fruit Research 是一本开放获取的国际期刊,致力于传播果树研究领域的最新进展,专注于发表本领域原创研究文章、综述和方法和观点。目前期刊已被Scopus、CABI等数据库收录。

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