責編 | 王一

棗（Ziziphus jujuba Mill.）是我國重要的經濟果樹，栽培歷史悠久，栽植區域廣泛，其果實藥食兩用深受消費者喜愛，棗果實富含多酚類物質，並有很高的營養價值。‘胎裡紅’棗果在其發育過程中，幼果紫紅色，成熟初期呈黃色，成熟後呈紅色。前期研究發現，‘胎裡紅’幼果時的紫紅色是由花青素積累引起的。然而，影響其花青素積累的生物合成途徑和調控機制尚不清楚。

近日，西北農林科技大學李新崗教授團隊在Journal of Agricultural and Food Chemistry線上發表題為Metabolomic and Transcriptomic Analyses of Anthocyanin Biosynthesis Mechanisms in the Color Mutant Ziziphus jujuba cv. Tailihong的封面文章，揭示了‘胎裡紅’棗果皮花青苷形成的機制。

該研究透過代謝分析發現，cyanidin-3-O-rutinoside、peonidin-3,5-O-diglucoside和cyanidin是‘胎裡紅’棗幼果時期花青苷的主要成分，進一步透過轉錄組篩選獲得花青苷合成關鍵合成酶基因ZjANS、ZjUGT79B1和ZjCCoAOMT，同時篩選獲得調控花青苷合成關鍵轉錄因子ZjMYB5、ZjTT8和ZjWDR3。透過原核表達和體外酶活試驗，鑑定了花青苷合成酶花青苷合成酶ZjANS和二次糖基化修飾酶ZjUGT79B1，以及負責甲基化功能的基因ZjCCoAOMT在棗果皮花青苷生物合成的關鍵作用。

為了確定ZjANS、ZjUGT79B1、ZjMYB5、ZjTT8和ZjWDR3在細胞內的定位，該研究構建了ZjANS-GFP、ZjUGT79B1-GFP、ZjMYB5-GFP、ZjTT8-GFP和ZjWDR3-GFP系列融合載體，並將其瞬時轉化本氏菸草葉片表皮細胞內進行亞細胞定位。結果發現，ZjANS 和ZjUGT79B1不僅定位在細胞核上同時也分佈在內質網上，而ZjMYB5-GFP和ZjTT8-GFP定位在細胞核，ZjWDR3-GFP在細胞核和細胞質中大量熒光訊號。進一步透過GUS染色、雙熒光素酶等驗證了ZjMYB5、ZjTT8和ZjWDR3轉錄因子在調控花青苷生物合成途徑的晚期結構基因ZjANS和ZjUGT79B1中的功能，揭示了棗果皮色澤形成的分子機理。該研究解析了ZjMYB5、ZjTT8、ZjWDR3參與調控棗果皮花青素合成，並激活ZjANS和ZjUFGT79B1啟動子的轉錄，從而促進‘胎裡紅’幼果時期棗果皮花青素積累。

西北農林科技大學林學院石倩倩博士為該論文的第一作者，李新崗教授為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃‘特色經濟林重要性狀形成與調控’(2018YFD1000607)經費的支援。

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https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c05334