光照是桃果實著色的一個重要條件，但相關機制不清。近日，武漢植物園果樹分子育種學科組發現了光響應基因HYH基因在桃果皮著色中的調控制作用，研究成果以“PpHYH is responsible for light-induced anthocyanin accumulation in fruit peel of Prunus persica”為題發表于國際期刊Tree Physiology。
研究人員通過對毛桃和油桃果皮在光照和遮光條件下組學分析，發現調控桃果皮花青苷的積累候選調節基因PpHYH，該基因編碼蛋白缺少轉錄激活結構域，需要與伴侶蛋白PpBBX4互作形成異源二聚體才能實現對花青苷合成的轉錄調控功能。PpHYH與PpBBX4基因在桃果實中瞬時過表達可促進花青苷的積累。在光照條件下，PpHYH轉錄因子的表達受到誘導，PpHYH通過激活花青苷調節基因PpMYB10.1及其附近的兩個同源基因PpMYB10.2和PpMYB10.3的表達，促進果皮著色呈現紅色；然而在黑暗條件條件下，光信號途徑關鍵抑制因子PpCOP1在細胞核內大量積累，引起PpHYH蛋白的降解，使得PpHYH/PpBBX4復合物無法形成，導致花青苷積累受阻，果皮顏色呈現綠色。該研究首次發現了PpHY5同源基因在果樹果實色澤性狀形成中的調控作用，研究結果有助于系統理解光照對果實著色的調控機制，也為果實色澤性狀的遺傳改良與調控提供了理論支撐。
武漢植物園博士研究生趙磊為論文第一作者，武漢植物園韓月彭研究員和鄭蓓蓓博士為通訊作者。研究工作得到了國家重點研發計劃項目（2018YFD1000200）、國家自然科學基金項目（31872087）和中國現代農業產業技術體系（CARS-30）的資助。
圖 光照對桃果皮著色的調控模型
