光响应转录因子LjaMYB305调控金银花黄酮生物合成的分子机制解析

本研究针对药用植物金银花中黄酮类化合物光诱导积累的分子机制不明这一科学问题，通过克隆R2R3-MYB转录因子LjaMYB305，综合运用VIGS、Y2H、BiFC等技术，揭示其通过直接激活Lja4CL2/LjaCHS3启动子及与LjaHY5形成转录模块协同调控黄酮合成的双重机制，为药用植物活性成分定向培育提供新靶点。

　　

在传统中医药宝库中，金银花（Lonicera japonica）以其卓越的药用价值占据重要地位，其花朵、茎叶中富含的黄酮类化合物具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等多重药理活性。然而令人困惑的是，田间种植的金银花在光照条件下黄酮含量显著提升，这一现象虽被长期观察却始终缺乏分子层面的解释。随着现代分子生物学的发展，解析植物次生代谢调控网络成为国际研究热点，但关于金银花这类重要药用植物的光响应黄酮合成机制仍存在巨大知识空白。

江苏省中国科学院植物研究所（南京）的研究团队在《Plant Science》发表的重要研究，首次揭示了金银花中光响应转录因子LjaMYB305调控黄酮生物合成的分子开关机制。研究人员通过转录组分析锁定候选基因，采用基因克隆、启动子活性分析、异源过表达、VIGS技术、酵母杂交系统(Y1H/Y2H)、双分子荧光互补(BiFC)和双荧光素酶报告系统(Dual-LUC)等多维技术手段，构建了从基因功能验证到蛋白互作网络的完整证据链。

植物材料与处理
选用栽培品种"四季"金银花及烟草模型，通过器官特异性表达分析和光处理实验，发现LjaMYB305在花中表达与黄酮积累呈正相关。

LjaMYB305的分离与鉴定
从光诱导转录组中克隆获得与Antirrhinum majus AmMYB305同源率达82.52%的R2R3-MYB家族新成员，系统进化分析显示其属于调控黄酮合成的亚组。

功能验证
在烟草中稳定过表达导致黄酮含量提升1.8-2.3倍，关键酶基因Lja4CL2和LjaCHS3表达上调；VIGS沉默则使金银花黄酮含量降低42%-55%，证实其正向调控作用。

分子机制
Y1H和Dual-LUC证实LjaMYB305直接结合并激活Lja4CL2和LjaCHS3启动子；Y2H、BiFC和共表达实验揭示其与光信号核心因子LjaHY5物理互作，形成协同增强子模块，使靶基因转录活性提升3-5倍。

这项研究首次绘制了金银花光响应黄酮合成的分子调控图谱：LjaMYB305既可独立激活黄酮途径关键酶基因，又能与LjaHY5"携手"形成转录增强复合物，如同自然界精心设计的"双保险"调控开关。该发现不仅填补了药用植物光形态建成与次生代谢偶联机制的理论空白，更为通过分子育种提升药材品质提供了精准靶点。值得注意的是，LjaMYB305-LjaHY5模块的协同作用模式为理解植物环境适应与药用成分积累的进化关联提供了新视角，对发展"光调控栽培"等现代农业技术具有重要指导价值。