中國農業大學園藝學院劉揚教授課題組揭示高溫影響葡萄着色的分子機制

核心提示：近日，中國農業大學劉揚課題組在國際植物學領域著名期刊 Plant Cell 在線發表了題爲 VvFHY3 links auxin and endoplasmic reticulum stress to regulate grape anthocyanin biosynthesis at high temperatures 的研究論文，該研究從全新的角度揭示了高溫環境下抑制葡萄花色苷合成的分子和生理機制。……（世界食品網-www.shijieshipin.com）

中國農大新聞網訊 近日，中國農業大學劉揚課題組在國際植物學領域著名期刊 Plant Cell 在線發表了題爲 VvFHY3 links auxin and endoplasmic reticulum stress to regulate grape anthocyanin biosynthesis at high temperatures 的研究論文，該研究從全新的角度揭示了高溫環境下抑制葡萄花色苷合成的分子和生理機制。

葡萄是全球廣泛栽培的重要果樹之一，其果實的色澤不僅影響市場價值和消費者偏好，還決定釀酒和加工品質，因此成爲遺傳改良和環境調控研究的核心方向之一。在全球氣候變暖的背景下，高溫已成爲限制葡萄品質提升的重要非生物脅迫因素。高溫通過抑制花色苷的合成和積累，導致葡萄着色不良，果實色澤變淡，從而降低市場價值和加工品質。因此，深入探究高溫條件下影響葡萄花色苷合成的機制，對於促進葡萄產業的可持續發展具有重要的理論和實踐意義。

以往研究主要集中於調控花色苷結構基因表達的轉錄因子，而對合成場所的調控瞭解甚少。此外，能夠協調這兩個過程的調控機制仍屬未知領域。該研究發現，高溫抑制葡萄果實花色苷生物合成依賴於生長素和內質網脅迫途徑。研究團隊鑑定了一個響應高溫並調控葡萄花色苷合成基因表達的關鍵轉錄因子 VvFHY3。生長素響應因子 VvARF3 可與 VvFHY3 相互作用並抑制其轉錄激活活性，從而降低花色苷的生物合成。此外，研究還發現內質網脅迫相關轉錄因子 VvbZIP17 會抑制花色苷的生物合成，而 VvFHY3 可直接結合 VvbZIP17 的啓動子區域抑制其轉錄，並通過與 VvbZIP17 的相互作用降低其 DNA 結合能力。值得注意的是，VvARF3 能干擾 VvFHY3 與 VvbZIP17 的相互作用，從而釋放 VvbZIP17 激活未摺疊蛋白反應（UPR），進一步抑制花色苷的合成。研究結果揭示了高溫脅迫下 VvARF3–VvFHY3–VvbZIP17 調控模塊如何整合生長素和內質網脅迫途徑，共同影響花色苷的合成。

本研究的共同第一作者爲園藝學院在讀博士研究生孫延釗和鄭焱焱，劉揚教授爲論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金面上項目、中央高校基本科研業務費以及“2115”人才培養計劃的資助。劉揚老師於2021年以傑出人才引進到中國農業大學園藝學院，以園藝作物葡萄爲研究對象，利用多種技術手段解析環境調控葡萄生長髮育和果實品質形成的分子機制，並應用於技術創新和分子設計育種工作，致力於創制優質抗逆的葡萄新種質。

日期：2024-12-04