南京农业大学研究生，南京农业大学研究生院
鲜艳的红色不仅是重要的果实外观品质，其富含的花青苷等组分也是重要的有益身体健康的营养物质。因此，果实色泽品质的遗传改良一直是育种领域的热点方向。作为“梨族新秀”，红梨果实色泽鲜红、外观精美，营养保健价值高，深受消费者的青睐。大多数的红梨品种果实着色受光照等环境因子影响，容易出现果实着色不良或着色不稳定的问题。因此，阐明光诱导的梨着色分子机制是梨外观品质改良和着色调控技术创新的重要基础。
近日，Molecular Horticulture在线发表了题为“The PyPIF5-PymiR156a-PySPL9-PyMYB114/MYB10 module regulates light-induced anthocyanin biosynthesis in red pear”的研究论文，该研究发现光通过下调PyPIF5，解除其对PymiR156a的抑制作用，引起PymiR156a对靶标PySPL的降解，促进PyMYB114/MYB10复合物的形成，进而促进梨果皮中花青苷的生物合成和果皮着色。
图1 PyPIF5的筛选及其在花青苷合成过程中的功能和作用机制
本研究以‘云红1号’梨的套袋果和摘袋果为材料，发现PyPIF5可直接与PymiR156a启动子中的G-box基序结合并抑制其在套袋果中的表达，从而减少PymiR156a对靶基因PySPL的剪切效应；之后，PySPL与花青苷合成调控复合物的关键成员PyMYB114和PyMYB10形成异二聚体，从而影响MYB转录因子对花青苷合成途径结构基因的调控。当果实摘袋曝光后，转录因子PyPIF5的表达受到强烈抑制而显著下调，对PymiR156a的抑制作用减弱，因此PymiR156a上调表达，降解靶标PySPL，PyMYB114和PyMYB10就可以形成花青苷调控复合体，从而促进花青苷生物合成和积累，最终摘袋后的梨果实呈现艳丽的红色。
图2 红梨受光诱导的花青苷合成调控模型
综上，该研究解析了PyPIF5-PymiR156a-PySPL9-PyMYB114/MYB10级联调控光诱导的花青苷合成新模块，拓展了梨果皮花青苷调控网络，为果皮色泽性状的遗传改良和生产调控提供了新思路和重要基因资源。
南京农业大学园艺学院刘海楠博士与云南省农业科学院舒群研究员为论文的共同一作，南京农业大学吴俊教授为通讯作者，新西兰皇家植物与食品研究科学院Kui Lin-Wang，Andrew C. Allan，Richard V. Espley，云南省农业科学院苏俊研究员，河南科技大学裴茂松博士为合作作者。本研究得到了国家自然科学基金重点国际合作项目、国家重点研发计划和江苏省梨产业技术体系等资助。
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