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SoNAC72-메이저 놀이터/SobHLH130 모듈

메이저 놀이터 꽃잎의 퇴색을 조절하는 분자 메커니즘

최근 우리 캠퍼스 산림학부의 도시 산림학 팀은 메이저 놀이터 꽃잎 퇴색의 분자 메커니즘에 있어 새로운 진전을 이루었습니다 관련 결과는 원예학 분야 저명한 학술지인 Horticulture Research에 게재되었습니다

꽃의 색은 꽃의 중요한 생리적, 생태학적 기능을 가질 뿐만 아니라 중요한 장식적 특성이며 꽃의 장식적, 경제적 가치에 영향을 미치는 핵심 요소라고 보고됩니다 메이저 놀이터(Syringa oblata)은 오리과(Oleaceae)에 속하는 수수꽃속(Syringa)의 꽃이 피는 관목입니다 세계적으로 유명한 정원 관상용 나무 중 하나입니다 우아한 보라색 꽃잎이 가장 눈에 띄는 특징입니다 메이저 놀이터 꽃이 피면서 보라색은 점차 밝아지고 희미해집니다 초기 다중 오믹스 공동 분석에서는 이러한 페이딩 과정이 안토시아닌 함량 감소로 인해 발생하고 안토시아닌 합성 조절과 관련이 있음을 보여주었습니다 그러나 그 메커니즘은 아직 명확하지 않습니다 연구팀은 메이저 놀이터에서 안토시아닌 합성 감소의 분자 조절 메커니즘을 추가로 조사했는데, 이는 식물 꽃잎이 퇴색하는 원인과 메커니즘을 이해하는 데 큰 의미가 있습니다

UDP-글루코스:플라보노이드 3-O-글루코스 전이효소(UFGT)는 안토시아닌의 안정적인 형성에 중요한 역할을 합니다 본 연구에서는 다중오믹스 결합 분석(Multi-omics Joint Analysis)을 기반으로 안토시아닌 합성과 밀접한 관련이 있는 SoUFGT1을 먼저 선별했습니다 메이저 놀이터 잎과 꽃잎에서 일시적인 과발현은 상당한 안토시아닌 축적 표현형으로 이어질 수 있습니다(잎은 녹색에서 빨간색으로 변하고 꽃잎은 더 어두워집니다) 꽃잎에서 이 유전자를 억제하면 꽃이 더 밝아지며, 이는 SoUFGT1이 안토시아닌 합성을 매개한다는 것을 나타냅니다

그림 1 SoUFGT1은 메이저 놀이터 안토시아닌 합성을 중재

연구팀은 분자 조절 메커니즘을 추가로 조사했습니다 유전자 동시발현 네트워크와 전사체 데이터 분석을 바탕으로 SoUFGT1 발현과 밀접하게 관련된 세 가지 전사 인자인 SoMYB44, SobHLH130 및 SoNAC72를 선별했습니다 메이저 놀이터잎, 꽃잎, 캘러스에서 각각 그 기능이 확인되었다 세 가지 전사 인자가 안토시아닌의 합성을 긍정적으로 조절한다는 것이 모두 입증되었습니다 마지막으로 Y1H 및 Dual-LUC 실험을 통해 SoMYB44는 SoUFGT1의 발현을 직접 활성화하고 안토시아닌의 축적을 촉진할 수 있는 반면 SoNAC72는 SoMYB44 유전자의 프로모터에 결합하여 발현을 활성화한다는 사실이 밝혀졌습니다 Y2 H 및 BiFC 실험을 사용하여 SobHLH130과 SoMYB44 사이의 상호 작용을 명확히 하여 SoNAC72-SoMYB44/SobHLH130 모듈이 SoUFGT1 유전자를 통해 안토시아닌 합성을 조절하는 신호 전달 경로를 형성했습니다

연구에 따르면 메이저 놀이터 꽃이 발달함에 따라 SoNAC72 및 SobHLH130 유전자의 발현 수준이 감소하여 SoMYB44 유전자 전사물이 감소하고 이로 인해 SoUFGT1의 전사 조절 능력이 약화되어 안토시아닌 함량이 감소하고 메이저 놀이터 꽃잎이 퇴색되는 것으로 나타났습니다 이번 연구는 메이저 놀이터 꽃잎이 퇴색되는 조절 메커니즘을 초기에 밝혀냈을 뿐만 아니라 꽃 색깔의 분자 육종에 대한 기초를 제공했습니다

그림 2 SoNAC72-SoMYB44/SobHLH130은 메이저 놀이터 꽃잎의 퇴색 패턴을 조절합니다

조경학부 석사과정 왕진쉬안(Wang Jinxuan)과 석사과정 졸업생 왕신(Wang Xin)이 논문의 공동 제1저자이다 Hu Zenghui 교수와 Wu Jing 부교수가 논문의 교신저자입니다 이번 작업에는 박사과정 마보(Ma Bo) 학생이 참여했다 Leng Pingsheng 교수가 이 연구를 지도했습니다 식물과학기술대학원의 Tian Ji 교수 팀은 이 연구에 강력한 지원과 도움을 제공했습니다

조경학부 도시 임업 팀장은 팀이 "교육을 통해 강국 건설의 방침을 구현하고 학교 사업의 고품질 발전을 촉진"메이저 놀이터 주요 주제에 면밀히 집중하고 "선구적인 시대를 만들기 위한 노력"을 출발점으로 지속적으로 과학 연구 능력을 향상시키고 높은 수준의 과학 연구 성과를 창출하며 자주적인 인재 양성의 질을 지속적으로 향상시키고 학교 건설을 가속화메이저 놀이터 데 지혜와 힘을 기여할 것이라고 말했습니다 중국의 일류, 국제적으로 유명한 도시 농업 및 임업 특성과 높은 수준의 응용 중심 대학입니다