拟南芥叶绿醇酯合成酶PES1/PES2双重功能揭示：组织培养胁迫下兼作叶黄素酰基转移酶

为解决植物叶黄素酯化关键酶鉴定难题，研究人员聚焦拟南芥At1g54570（AtPES1）和At3g26840（AtPES2）基因编码的蛋白——这两个曾被报道参与叶绿醇酯（phytyl esters）和三酰甘油合成的酶。通过组织培养诱导的拟南芥突变体callus分析及番茄pyp1-1(H7L)突变体互补实验，首次证实AtPES1/2具有催化叶黄素单/二/三酯（xanthophyll esters）合成的 moonlighting 功能，其中AtPES1恢复番茄花瓣亮黄色的效果显著优于AtPES2。该发现为花色果实呈色机制及营养性类胡萝卜素稳态研究提供新靶点。

　　

在植物王国里，叶黄素脂肪酸酯（xanthophyll acyl esters）如同天然的"色彩魔法师"，主导着花瓣和成熟果实的绚丽着色。拟南芥中藏着两位"双面特工"——由At1g54570（AtPES1）和At3g26840（AtPES2）编码的蛋白质，它们原本以合成叶绿醇酯（phytyl esters）和甘油三酯（TAG）的"本职工作"闻名，却在组织培养的胁迫环境下展现出令人惊奇的第二技能：催化叶黄素（xanthophylls）的酰基化修饰。

色谱分析揭开了这场分子变装秀的真相：野生型、pes1、pes2单突变及pes1/pes2双突变体的callus组织中，AtPES1/2能协同生产叶黄素单酯、二酯乃至三酯，这些酯化产物经LC-MS鉴定确证。更精彩的是，当把这两个基因转入叶黄素酯化缺陷的番茄突变体pyp1-1(H7L)时，戏剧性的色彩拯救行动上演了——AtPES1的表达让原本暗淡的花瓣重现野生型明艳的亮黄色，花瓣提取物中检测到重建的叶黄素酯谱；而AtPES2虽然表现稍逊，仍展现出部分功能补偿能力。

这项发现如同打开植物代谢网络的"瑞士军刀"：同个酶家族成员通过功能冗余（functional redundancy）和底物可塑性（substrate promiscuity），在类胡萝卜素代谢通路中实现叶绿醇与叶黄素酯化的"一酶多用"。这种moonlighting机制不仅解释了植物应对环境压力的适应性策略，更为作物品质改良（如增强果实着色和营养色素稳定性）提供了精准的分子工具。