近日，园艺科学与工程学院由春香教授团队在《Plant, Cell & Environment》发表了题为“E3 ubiquitin ligases SINA4 and SINA11 regulate anthocyanin biosynthesis by targeting the IAA29–ARF5-1–ERF3module in apple”的研究论文，详细阐述了苹果花青素生物合成中MdIAA29–MdARF5-1–MdERF3模块介导生长素和乙烯信号之间的串扰，并为生长素信号转导通路的泛素化修饰研究提供了新见解。园艺科学与工程学院博士研究生李宏亮为该论文第一作者，安建平博士为论文通讯作者，由春香教授和中国科学院武汉植物园韩月彭研究员参与了该项研究的指导工作。
植物激素生长素和乙烯影响花青素的生物合成，然而二者交叉互作调控花青素生物合成的分子机制尚不清楚。AUX/IAA蛋白和ARF转录因子是生长素信号转导通路的重要组成元件，但其泛素化修饰机制有待进一步研究。
图1. MdARF5-1整合生长素和乙烯信号调控花青素合成
该项研究发现，ARF转录因子MdARF5-1是苹果花青素生物合成的负调控因子，而ERF转录因子MdERF3是花青素生物合成的正调控因子。MdARF5-1通过转录抑制MdERF3的表达来整合生长素和乙烯信号。生长素信号通路阻遏蛋白MdIAA29缓解MdARF5-1对MdERF3的转录抑制，从而降低MdARF5-1对花青素生物合成的抑制作用。研究团队还发现，SINA E3泛素连接酶MdSINA4和MdSINA11通过分别靶向MdIAA29和MdARF5-1的泛素化降解，在花青素生物合成中发挥负向和正向调控作用。MdSINA4还可使MdSINA11去稳定，以响应生长素信号转导调节花青素积累。MdIAA29–MdARF5-1–MdERF3级联调节模块和MdSINA4-MdSINA11泛素化调节模块在整合生长素和乙烯信号以及调控生长素信号转导的泛素化修饰中发挥重要作用。
该研究得到了山东省自然科学基金和山东省高等学校青年创新团队等项目的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14709
编 辑：万 千
审 核：贾 波
