摘要
花青素是重要的类黄酮次生代谢产物，属于水溶性天然色素。它能通过有效地清除植物体内活性氧（ROS），从而帮助植物抵抗低温、干旱等不利环境。花青素的生物合成途径包含多步化学反应，涉及多个结构基因以及三类转录因子。其中，特异性花青素合成反应由二氢黄酮醇还原酶（DFR）、花青素合成酶（LDOX）和UDP-葡萄糖-类黄酮-3-葡糖基转移酶（UF3GT）所催化。而它们的编码基因受MYB-bHLH-WD40（MBW）蛋白复合体所调控。研究表明，MBW复合体的表达受环境、激素与生长发育等多种因素的影响，进而在转录水平上以及翻译后修饰水平对MBW进行调控。 转录因子MYB30是R2R3-MYB家族成员之一，在拟南芥的生长发育、代谢和应激反应中起调节作用，如ROS信号、植物免疫应答等，同时也参与油菜素类固醇（BR）和脱落酸（ABA）等信号转导。本文主要研究了MYB30在调控花青素合成中的作用，加深了对其生物学功能的认识。 本研究发现，拟南芥MYB30缺失突变体在高糖条件下表现出更高水平花青素积累的表型，而回补材料的花青素含量则恢复至野生型水平。与野生型相比，MYB30过表达材料则几乎不积累花青素。上述植株中的花青素合成基因DFR、LDOX、UF3GT的表达水平与花青素含量高低一致，表明MYB30负调控植物花青素的生物合成途径。本研究发现高浓度蔗糖处理可抑制MYB30在转录和翻译水平上的表达，并促进其蛋白降解，而这一降解途径可能是通过拟南芥泛素E3连接酶RHA2b的泛素化途径来实现的。前人研究指出，K283残基是MYB30发生泛素化修饰的主要位点。通过表型分析，K283位点点突回补材料MYB30K283R/myb30-2并不能很好的恢复至野生型水平，表明MYB30的稳定性对于MYB30在花青素合成中的功能是至关重要的。接下来，通过酵母双杂交实验、BiFC实验与Pull-down实验，本研究发现MYB30可与MBW复合体中的MYB75在体内体外均发生相互作用。这种互作显著抑制了MBW复合体的形成，并使MBW复合体之间的相互作用减弱。遗传分析发现MYB30和MYB75之间存在功能联系，且MYB30上位于MYB75的上游。 综上所述，本研究鉴定出拟南芥R2R3-MYB转录因子MYB30是一种新的调控花青素合成的功能因子。其通过与MYB75互作而抑制MBW复合体的形成，进而抑制花青素结构基因的表达与花青素的积累；而在高糖等诱导条件下，MYB30可被RHA2b泛素化修饰并降解，从而促进MBW复合体的形成，进而激活下游花青素结构基因的表达，加速花青素的积累。
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