CgMYC2直接激活了‘Tomentosa’品种柑橘（Citrus grandis）中由茉莉酸（jasmonate）诱导的柚皮素（naringin）生物合成过程

《Plant Cell Reports》：CgMYC2 directly activates jasmonate-induced naringin biosynthesis in Citrus grandis 'Tomentosa'

　　

摘要

主要观点

CgMYC2 通过结合 G-box 动机并激活 Citrus grandis ‘Tomentosa’ 中的黄酮类通路启动子，将茉莉酸信号通路与柚皮苷生物合成联系起来

摘要

柚皮苷是 Citrus grandis ‘Tomentosa’ 中主要的苦味黄酮苷，其生物合成酶已被充分研究，但将激素信号与通路激活耦合的转录调控因子仍知之甚少。我们证明，CgMYC2（一种响应茉莉酸的 bHLH 转录因子）是柚皮苷生物合成的核心激活因子。外源甲基茉莉酸（MeJA）处理使幼苗中的柚皮苷含量增加了 3.45 倍，同时 CgMYC2 的表达迅速增加了 6.6 倍，这发生在五个核心生物合成基因（CgPAL5、CgCHS、CgFNS、Cg7GlcT 和 Cg1,2RhaT）的转录峰值之前。通过 Pull-down 和 Co-IP 实验确认了 CgMYC2 与 JAZ 蛋白 CgJAZ3 之间的物理相互作用，从而将 CgMYC2 确定在经典的茉莉酸信号通路中。Y1H 实验证实 CgMYC2 可与 Cg1,2RhaT 启动子结合，EMSA 实验显示 CgMYC2 可直接结合所有五个通路启动子（依赖于 G-box 动机），双荧光酶实验表明这五个启动子均被激活，其中 CgCHS 的激活程度最高。作为染色质水平的补充证据，单样本 CUT&Tag 分析显示在响应茉莉酸的基因位点和次级代谢位点上存在富含 G-box 动机的 CgMYC2 相关染色质区域。病毒诱导的 CgMYC2 基因沉默（VIGS）使柚皮苷含量降低了约 21%，并抑制了生物合成相关基因的表达，进一步证明了其积极作用。此外，在番茄中异源过表达 CgMYC2 可激活黄酮类通路并增加了 16 种黄酮化合物的产生，这与 MYC2–G-box 调控逻辑的进化保守性一致。这些发现表明 CgMYC2 是一个核心的、响应茉莉酸的激活因子，它在茉莉酸感知和柚皮苷生物合成之间起桥梁作用，为柑橘类植物苦味黄酮类特性的定向改良提供了分子基础。