Plant Journal | 两种新的MYB转录因子调控杨树次生代谢

点击上方「BioArt植物」↑关注我们！

黄酮类化合物是植物体内的一种重要的次生代谢产物，其主要衍生自苯丙烷类和类黄酮类通路。早期研究表明，黄酮类化合物的生物合成受到MYB，bHLH和WDR等转录因子复合物的调控【1-2】。此外，杨树由于含有丰富的酚类化学物质（原花青素、类黄酮、类水杨酸和羟基肉桂酸酯）而通常被作为木本植物模型被研究【3】。在杨树中已知有几种R2R3 MYB转录因子参与类黄酮生物合成，并且之前的工作确定了杨树MYB134和MYB115可激活原花青素途径【3-4】。

近日，University of Victoria的 Peter Constabel等在Plant Journal在线发表了一篇题为“Two R2R3-MYB Proteins are Broad Repressors of Flavonoid and Phenylpropanoid Metabolism in Poplar”的研究论文，报道了两种新的R2R3 MYB转录因子及其对杨树次生代谢的广泛抑制作用。

该研究发现了两个新的MYB转录因子，MYB165和MYB194，它们属于R2R3型MYB。通过瞬时活化试验，MYB165和MYB194会抑制MYB134对类黄酮合成基因启动子的激活，并且通过酵母双杂交试验发现这两种转录因子与bHLH131相互作用。

在MYB165和MYB194过量表达的杂交杨树中，几种苯丙素类物质（花色素苷、原花色素、酚类糖苷和羟基肉桂酸酯） 的积累大量减少。转录组分析表明，MYB165和MYB194的过表达抑制了杨树中许多苯丙素酶基因的表达，并且其它MYB基因以及几种莽草酸途径酶基因在MYB165过表达条件下也显著下调。该研究表明MYB165是杨树中类黄酮和苯丙烷途径的主要抑制因子，也可能影响莽草酸途径。该研究还发现，MYB165过量表达的杨树叶片芳香族氨基酸浓度更高，表明了MYB165对杨树次生代谢的广泛影响。

杨树中MYB194和MYB165的过表达分析

总之，该研究确定了两个新的杨树MYB抑制因子MYB165和MYB194及其抑制黄酮等酚类物质合成的功能，并发现MYB165在不同组织的发育过程中具有更高的表达活性和功能。该研究还表明未来应重点关注这些抑制因子的特定靶标，为这种多样性功能的进化提供理论基础。

参考文献

【1】Xu, W., Dubos, C. and Lepiniec, L. (2015) Transcriptional control of flavonoid biosynthesis by MYB-bHLH-WDR complexes. Trends Plant Sci., 20, 176–185.

【2】Feller, A., Machemer, K., Braun, E.L. and Grotewold, E. (2011) Evolutionary and comparative analysis of MYB and bHLH plant transcription factors. Plant J., 66, 94–116.

【3】Mellway, R.D., Tran, L.T., Prouse, M.B., Campbell, M.M. and Constabel, C.P. (2009) The wound-, pathogen-, and ultraviolet B-responsive MYB134 gene encodes an R2R3 MYB transcription factor that regulates proanthocyanidin synthesis in poplar. Plant Physiol., 150, 924–941

【4】James, A.M., Ma, D., Mellway, R.D., et al. (2017) MYB115 and MYB134 transcription factors regulate proanthocyanidin synthesis and structure. Plant Physiol., 174, 154–171.

点击底部“阅读原文”查看论文原文。