近日，学校植物科学技术学院姚允聪教授团队在The Plant Journal杂志上在线发表了题为“Apple MPK4 Mediates Phosphorylation of MYB1 to Enhance Light-Induced Anthocyanin Accumulation”的文章。该研究揭示了MdMPK4介导光诱导条件下苹果 (Malus domestica)果实的花色素苷积累的分子机理。

花色素苷是具有多种生物学功能的植物色素，参与果实品质形成，并有益于人体健康。花色素苷的积累会受到多种环境信号的影响，例如：光、温度。植物具有复杂的系统以感知和转换这些信号，然而相关的分子机制仍不甚清楚。本研究对光诱导的苹果 (Malus domestica)果实花色素苷积累过程中光信号通路成员MAPKs的潜在功能进行了探究。抗体芯片和酵母双杂交实验结果表明，由两个MdMPK4基因编码的蛋白质可被光激活，并与花色素苷生物合成关键转录因子MdMYB1存在互作关系。体外和体内磷酸化分析结果表明，MdMPK4蛋白能够磷酸化MdMYB1，从而增强MdMYB1蛋白在光照条件下的稳定性。瞬时过表达MdMPK4蛋白和MdMYB1进一步揭示了光诱导的花色素苷积累依赖于MdMPK4激酶活性。基于光照条件下6号染色体等位基因MdMPK4‐06G的表达水平分析，以及在MdMPK4‐06G启动子中存在大量光响应元件，推测MdMPK4‐06G比14号染色体等位基因MdMPK4‐14G对光响应更为敏感。该研究揭示了一种光诱导的增加果实花色素苷含量的潜在生物技术策略。

该研究由北京农学院姚允聪教授课题组完成，北京农学院园艺学科硕士研究生杨拓、马华鹰、李昱为论文并列第一作者，姚允聪教授、田佶教授为论文并列通讯作者。该项工作得到国家重点研发计划、北京市科技新星、北京市高精尖学科建设项目、北京林木分子设计育种高精尖创新中心的资助。