TcMYB73通过直接和间接双重机制调控中国红豆杉中紫杉醇生物合成的分子机制

为解决紫杉醇(Taxol)生物合成调控机制不明的问题，研究人员开展了TcMYB73转录因子介导水杨酸(SA)信号调控紫杉醇合成的研究。研究发现，TcMYB73通过直接激活T10OH基因表达和间接上调TcWRKY33-DBAT通路，显著提升紫杉醇及其前体(10-DAB和baccatin III)积累。该研究揭示了R2R3-MYB家族在SA信号转导中的新功能，为紫杉醇生物工程提供了新靶点。

　　

紫杉醇作为广谱抗癌药物，其天然来源主要依赖红豆杉属植物提取，但含量极低（仅40mg/kg树皮），化学合成成本高昂。目前工业半合成法依赖红豆杉细胞培养获取前体，但产量仍无法满足全球癌症治疗需求（预计未来20年新增2800万病例）。水杨酸(SA)是已知能显著提升紫杉醇产量的植物激素，但其分子机制尚不明确。江苏师范大学的研究团队通过系统研究，发现R2R3-MYB转录因子TcMYB73是SA信号通路的关键调控元件，能通过双重机制提升紫杉醇合成效率，相关成果发表于《BMC Plant Biology》。

研究采用酵母单杂交(Y1H)筛选靶基因启动子结合位点，通过染色质免疫沉淀(ChIP-qPCR)验证体内结合活性，结合电泳迁移率实验(EMSA)和双荧光素酶报告系统(Dual-LUC)解析转录调控机制。利用中国红豆杉(T. chinensis)离体针叶瞬时转化系统，实现TcMYB73过表达(62.11倍)和RNA干扰(0.38倍)，并通过LC-MS定量代谢物变化。

TcMYB73是定位于细胞核的SA响应型转录因子
系统发育分析显示TcMYB73与TcMYB47等共同聚类于红豆杉特有的S33亚组。亚细胞定位实验证实其核定位特性，qPCR揭示其在侧根中表达量最高。0.25mM SA处理3小时后，TcMYB73表达量激增14.32倍，表明其对SA信号的快速响应能力。

TcMYB73正向调控紫杉醇合成通路
瞬时过表达使10-DAB、baccatin III和紫杉醇分别提升2.38倍、2.87倍和1.79倍，同时TASY、DBAT等10个合成基因显著上调。RNAi则导致多数基因表达量下降至对照的0.01-0.56倍，证实其全局调控作用。

直接激活机制：TcMYB73-MRE1-T10OH轴
通过Y1H和EMSA发现TcMYB73特异性结合T10OH启动子的MYB识别元件(MRE1)。ChIP-qPCR显示该结合在体内显著富集(3.2倍)，双荧光素酶实验证实MRE1突变使启动子活性降低82%，阐明TcMYB73直接激活T10OH转录的分子基础。

间接调控途径：TcMYB73-TcWRKY33-DBAT级联
启动子分析发现TcWRKY33（已知DBAT激活因子）含功能性MRE2位点。系列实验证实TcMYB73通过结合MRE2上调TcWRKY33表达(2.09倍)，进而促进DBAT转录，最终提升baccatin III产量。

该研究首次揭示R2R3-MYB转录因子通过"直接靶标激活+上游调控因子诱导"的双轨模式协调紫杉醇生物合成。TcMYB73作为SA信号枢纽，其介导的T10OH直接调控和TcWRKY33间接调控网络，为理解植物激素与次级代谢的关系提供了新视角。实践层面，鉴定出的关键顺式元件(MRE1/MRE2)和反式因子(TcMYB73/TcWRKY33)为代谢工程提供了精准操作靶点，对解决紫杉醇供应链危机具有重要应用价值。研究还提出TcMYB73可能整合JA信号（启动子含CGTCA motif）的假说，为后续多激素协同调控研究指明方向。