揭秘草莓果实花青素积累调控新机制：FaANL2 与 FaMYB10 的 “较量”

为探究草莓果实花青素积累调控机制，研究人员研究 FaANL2，发现其抑制 FaMYB10 进而抑制花青素合成。

　　草莓，作为全球广受欢迎的园艺作物，其果实成熟过程中花青素的积累不仅赋予果实诱人色泽，还与果实品质和营养价值紧密相关。然而，花青素积累的调控机制十分复杂，涉及众多转录因子（TFs）以及环境因素和植物激素的相互作用。目前，虽然已知 MYB-bHLH-WD40（MBW）复合体是花青素生物合成途径（ABP）正转录调控的核心，且 FaMYB10 在草莓花青素积累中起关键作用，但仍有许多调控因子和机制有待深入挖掘。在此背景下，浙江大学农业与生物技术学院、浙江省农业科学院园艺研究所等单位的研究人员开展了相关研究，旨在揭示草莓果实花青素积累的调控新机制。该研究成果发表在《Plant Growth Regulation》上，为草莓果实品质改良提供了重要的理论依据。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：通过实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）检测基因表达水平；构建系统发育树分析蛋白序列关系；利用双荧光素酶报告基因检测、酵母单杂交和电泳迁移率变动分析（EMSA）探究蛋白与基因启动子的相互作用；采用瞬时过表达和 RNA 干扰（RNAi）技术验证基因功能。

研究结果如下：

• FaANL2 对光、植物激素及草莓果实成熟的响应：研究发现，遮光处理的草莓果实中 FaANL2 转录水平显著高于正常光照果实，且其启动子含有多个光响应元件。同时，脱落酸（ABA）处理抑制 FaANL2 表达，而萘乙酸（NAA，一种生长素类似物）处理则使其表达上调，这表明 FaANL2 受光和植物激素调控。在草莓果实成熟过程中，随着果实颜色由绿变红，FaANL2 转录水平逐渐降低，且在果实基部的表达量高于顶部，与花青素积累模式相反。
• FaANL2 的蛋白序列分析和亚细胞定位：经分析，FaANL2 属于 IV 类 HD-Zip 家族，包含同源结构域和类固醇生成急性调节蛋白相关脂质转移（START）结构域，但缺乏 c 末端 MEKHLA 结构域。系统发育树显示，FaANL2 与拟南芥 AtANL2 亲缘关系最近。亚细胞定位实验表明，FaANL2 定位于细胞核。
• FaANL2 与 FaMYB10 启动子的调控作用及相互作用：双荧光素酶实验表明，FaANL2 对 FaMYB10 启动子活性有显著抑制作用。酵母单杂交和 EMSA 实验进一步证实，FaANL2 能直接结合 FaMYB10 启动子的特定顺式元件（TCATTAAATTC?A）。
• FaANL2 过表达和沉默对花青素生物合成的影响：瞬时过表达 FaANL2 的草莓果实花青素积累减少，FaMYB10 及花青素生物合成相关基因表达下调；而瞬时沉默 FaANL2 则促进花青素积累，FaMYB10 及相关基因表达上调。这表明 FaANL2 负向调控草莓果实花青素生物合成。

研究结论和讨论部分指出，FaANL2 通过直接抑制 FaMYB10 转录，负向调控草莓果实花青素积累。这一发现丰富了人们对 HD-Zip 家族转录因子在花青素调控中作用的认识，揭示了草莓果实花青素积累调控的新机制。同时，FaANL2 的表达受光和植物激素影响，暗示其可能作为响应内部植物激素（如 ABA 和生长素）和外部刺激（如光）的枢纽，通过抑制 FaMYB10 来调节果实着色。此外，研究还发现 ANL 蛋白在不同物种中功能存在差异，在草莓和拟南芥中对花青素合成的调控作用不同，且在番茄中参与角质层形成。该研究为深入理解草莓果实花青素积累的分子机制提供了重要线索，有望为草莓品质改良提供新的靶点和理论支持，在草莓遗传育种和栽培管理方面具有潜在的应用价值。