北京市农林科学院林果院揭示MYB类转录因子控制八倍体草莓果实着色

2019年10月24日，北京市农林科学院林果院金万梅课题组与合作者在《Plant Biotechnology Journal》共同发表了题为“The control of red color by a family of MYB transcription factors in octoploid strawberry (Fragaria×ananassa) fruits”的研究论文。

草莓（Fragaria×ananassa）属蔷薇科草莓属八倍体植物。有关八倍体栽培草莓果实颜色的调控机制研究报道较少。MYB类转录因子R2R3MYB家族成员FaMYB1、FaMYB9/FaMYB11和FaMYB10是影响八倍体栽培草莓果实黄酮类化合物合成的调节基因。通过对参与花青素生物合成的结构基因和FaMYB类转录因子的表达分析，发现FaMYB9、FaMYB11是负调控，而FaMYB1和FaMYB10是正调控。通过对红色品种“甜查理”和白色品种“白雪公主”成熟果实中正调控的FaMYB10和FaMYB1基因序列分析，发现FaMYB1基因序列在红色果实和白色果实中均无差异，而FaMYB10等位基因序列差异很大。红果中的FaMYB10-1与白果中的FaMYB10-2相比，FaMYB10-2无内含子；在转录水平上发现红色品种成熟果实仅FaMYB10-1发生转录，白色品种成熟果实则仅FaMYB10-2表达，FaMYB10-2在编码蛋白质C末端的基因组区域中具有ACTTATAC插入，发生移码突变，氨基酸翻译提前终止，最终导致八倍体草莓出现白色果实。

通过酵母杂交、转基因等试验，进一步验证FaMYB10决定花青素的生物合成。通过草莓果实发育过程中花青素成分和含量测定、转录组测序及相关基因表达来分析转录因子MYB类转录因子R2R3MYB家族成员对果实着色的调控，构建了草莓MYB类转录因子调控网络。花青素合成的负调控转录因子FaMYB9和FaMYB11，可以形成MBW复合体，作用于酶基因FaLAR，调控黄醇类的一个分支原花青素。ABA作为草莓果实成熟的激素和信号分子，诱导FaMYB1和FaMYB10基因的转录和表达，形成MBW复合体，调控花青素合成路径多种酶基因，进一步调控花青素的生物合成与积累。

以上研究首次阐明八倍体草莓果实颜色的分子调控机制，该研究成果为草莓果实颜色育种、新种质的创制提供理论依据，对其他果树相关研究也具有重要科学参考价值。同时也为园艺作物花色育种提供重要的借鉴。