草莓FaMADS6基因异位表达抑制烟草和拟南芥花青素生物合成的分子机制及其在果实品质调控中的作用

为解决草莓花青素积累的调控机制不明问题，研究人员通过异位表达草莓B类MADS-box基因FaMADS6，发现其通过直接结合R2R3-MYB转录因子（NtAN2/AtMYB75/AtMYB90）启动子抑制花青素合成，并揭示ABA通过负调控FaMADS6促进草莓果实着色。该研究为花卉观赏性和果实品质改良提供了新靶点。

　　

草莓鲜红的果实和花朵色泽主要由花青素决定，这种色素不仅赋予植物视觉吸引力，还具有抗氧化、抗病等健康功效。然而，草莓花青素调控存在两大谜团：一是花朵与果实着色机制差异显著，二是传统认知中调控花器官发育的MADS-box基因是否参与该过程尚不明确。安徽农业大学的研究团队在《Plant Physiology and Biochemistry》发表的研究，首次揭示草莓B类MADS-box基因FaMADS6的双重功能——既决定花器官身份，又通过创新性分子机制抑制花青素合成。

研究采用系统发育分析、转基因技术（烟草和拟南芥）、启动子活性检测（Y1H/EMSA/Dual-luc）、激素处理等关键技术，以四个草莓栽培种（'Sweet Charlie'等）花瓣和35S::FaMADS6转基因株系为材料展开。

【Phylogenetic and蛋白结构分析】
FaMADS6与二倍体草莓FvH4_2g27860同源性达96.6%，具有典型PI亚家族保守结构域。在白色花瓣草莓中表达量显著高于红色品种，暗示其与花青素积累负相关。

【转基因表型分析】
烟草中过表达FaMADS6导致三重表型：花器官畸形（柱头外露、雄蕊瓣化）、结实率下降、花冠色素缺失。但在拟南芥中仅表现花青素抑制，说明物种特异性调控。

【分子机制解析】
关键发现包括：1）FaMADS6直接结合R2R3-MYB基因（NtAN2/AtMYB75/AtMYB90）启动子CArG-box元件，抑制其表达；2）ABA浓度依赖性抑制FaMADS6启动子活性，解释草莓果实成熟时ABA促进着色的新机制——通过解除FaMADS6对花青素通路的抑制。

【讨论与结论】
该研究突破性地拓展了MADS-box基因功能边界：1）B类基因FaMADS6演化出独立于花器官发育的色素调控功能；2）建立ABA-FaMADS6-MYB级联通路，解释果实与花朵着色差异的分子基础；3）为分子设计育种提供新策略——通过调控FaMADS6表达可实现花朵色泽精细调控而不影响果实品质。研究还提出未解问题：为何FaMADS6在烟草中引起发育缺陷而拟南芥中无此表型？推测可能与不同物种MBW复合体组成差异有关，这将成为后续研究重点。