生物钟PRR蛋白促进拟南芥幼苗中花青素的合成

摘要

生物钟(circadian clock)是激发植物生理特征节律性表达,并使之维持稳定的保守内源调节机制。PRR(PSEUDO-RESPONSE REGULATOR)蛋白家族是生物钟中央振荡器的重要组成部分,调控植物的种子萌发、下胚轴伸长和开花等多种生命过程。花青素(anthocyanin)是植物次生代谢产物,对植物的繁衍、生长发育和抵抗逆境胁迫具有重要作用。该研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为对象,探讨生物钟PRR蛋白对花青素生物合成的调控功能和分子机制。结果表明:(1)在PRR基因单突变体及多突变体幼苗中,花青素的积累明显降低,某些花青素合成相关基因的表达也显著降低。(2)相反,在PRR5过表达幼苗中,花青素的积累以及某些花青素合成相关基因的表达则显著升高。(3)蛋白相互作用结果显示,PRR5蛋白能与MYB75、TT8、MYB90及MYB113等花青素调控蛋白相互作用,并形成复合物。(4)遗传学分析结果显示,拟南芥PRR5诱导幼苗中花青素的合成依赖于MYB家族花青素调控蛋白。综上认为,生物钟PRR蛋白可能通过PRR5与MYB75、TT8等相互作用,促进拟南芥幼苗中花青素的合成和积累。该研究结果对发掘PRR蛋白新的生物学功能,以及深入理解生物钟信号调控植物幼苗的环境适应性具有重要意义。