Anthocyane haben einen erheblichen Einfluss auf die Qualität und Farbe der Trauben, wobei die Transkriptionsfaktoren HY5 und MYBA1 eine zentrale Rolle bei ihrer Biosynthese spielen. Jüngste Erkenntnisse zeigen, dass VvBBX44, ein B-Box-Protein, die Anthocyanproduktion in Trauben hemmt, indem es die VvHY5-Expression unterdrückt, der spezifische Regulierungsmechanismus bleibt jedoch unklar.
Während die Anthocyansynthese ein komplexes Netzwerk von MYB-Transkriptionsfaktoren und BBX-Proteinen umfasst, bedarf die Interaktion zwischen VvBBX44, VvHY5 und MYBA1 und ihre Auswirkungen auf die Traubenqualität weiterer Untersuchungen.
Gartenbauforschung veröffentlichte Forschungsarbeit mit dem Titel „VvBBX44 und VvMYBA1 bilden eine regulatorische Rückkopplungsschleife, um die Anthocyan-Biosynthese in Trauben auszugleichen.“ Diese Studie konzentriert sich auf den molekularen Mechanismus, durch den VvBBX44 Anthocyane reguliert, mit dem Ziel, unser Verständnis der Anthocyan-Biosynthese in Trauben zu verbessern.
Die Ergebnisse zeigten, dass VvBBX44 sowohl im Zellkern als auch im Zytoplasma lokalisiert ist und in Hefe keine Transkriptionsaktivität aufweist. Knockout-Experimente mit CRISPR-Cas9 zeigten einen erhöhten Anthocyaninspiegel im VvBBX44-defizienten Weinrebenkallus sowie eine erhöhte Expression von VvMYBA1 und VvUFGT, was die Rolle von VvBBX44 als Repressor unterstreicht.
Bindungstests bestätigten, dass VvBBX44 VvMYBA1 direkt unterdrückt, indem es an seinen Promotor bindet. Die Analyse der Entwicklungsstadien von Weinbeeren ergab, dass sich die Expression von VvBBX44 und VvMYBA1 als Reaktion auf die Beerenfärbung ändert, wobei VvMYBA1 die VvBBX44-Expression aktiviert, was ihre Rückkopplungsbeziehung weiter unterstützt.
Zusätzliche Experimente zeigten, dass VvBBX44 die Transkriptionsaktivität von VvMYBA1 auf VvUFGT und VvBBX44 unterdrückt und nicht physikalisch mit VvMYBA1 interagiert. Darüber hinaus stimuliert die äußerliche Anwendung von Anthocyanen die VvBBX44-Expression, was auf eine Rückkopplungsschleife hinweist, die die Anthocyansynthese reguliert, um eine Überakkumulation zu verhindern.
Insgesamt zeigt die Forschung ein komplexes regulatorisches Netzwerk mit VvBBX44 und VvMYBA1 auf, das die Anthocyan-Biosynthese in der Weinrebe steuert. Dieses Netzwerk zeichnet sich durch eine Rückkopplungsschleife aus, in der VvBBX44 VvMYBA1 unterdrückt, um die Anthocyanproduktion auszugleichen. Dies liefert Einblicke in die Mechanismen, die Pflanzen zur Regulierung der Metabolitenakkumulation nutzen, und schlägt mögliche Ziele für die Verbesserung der Traubenqualität durch genetische Manipulation vor.
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Wenwen Liu et al., VvBBX44 und VvMYBA1 bilden eine regulatorische Rückkopplungsschleife, um die Anthocyan-Biosynthese in Trauben auszugleichen. Gartenbauforschung (2023). DOI: 10.1093/hr/uhad176