Альтернативный сплайсинг и взаимодействие факторов транскрипции в биосинтезе антоцианов кровавого апельсина

Кровавый апельсин, известный своим ярким цветом благодаря антоцианам, пользуется растущим спросом в нутрицевтической промышленности. Наиболее распространенным сортом является 'Tarocco' [C. sinensis (L.) Osbeck].

В сентябре 2023 года в Horticulture Research было опубликовано исследование, раскрывающее сложную роль фактора транскрипции TT8 (basic helix-loop-helix, bHLH) в биосинтезе антоцианов и качестве плодов кровавого апельсина, с фокусом на эффекты альтернативного сплайсинга.

Ключевые открытия:

  • В геноме апельсина 'Tarocco' идентифицирован ген CsTT8, гомолог Arabidopsis AtTT8.
  • Обнаружены три различных события альтернативного сплайсинга гена CsTT8. Ключевым продуктом является вариант Δ15-TT8, который из-за пропуска экзона лишается критического мотива SAHIQ.
  • Уровень мРНК Δ15-TT8 повышен в мутантных плодах, лишенных пигментации, что коррелирует со сниженным накоплением антоцианов и содержанием цитрата. Дикий тип, напротив, демонстрирует более высокую экспрессию полноразмерного TT8 и содержание антоцианов.
  • Дрожжевые одно- и двухгибридные анализы показали, что полноценный TT8 взаимодействует с RUBY1 и WD40, формируя регуляторные комплексы, необходимые для активации генов биосинтеза антоцианов. Способность Δ15-TT8 к таким взаимодействиям нарушена.
  • Исследования субклеточной локализации подтвердили, что только полноразмерный TT8 локализуется в ядре, что подчеркивает его роль в регуляции генов.
  • TT8, по-видимому, связывается с RUBY1 или MYB5, образуя два разных регуляторных комплекса, которые регулируют биосинтез антоцианов и закисление вакуолей соответственно.
  • Эксперименты с временной сверхэкспрессией подтвердили функциональную значимость комплексов с участием TT8 для продукции антоцианов и цитрата, а также указали на их влияние на биосинтез абсцизовой кислоты (ABA).
  • Обработка деревьев экзогенной ABA до созревания плодов повышает транскрипцию TT8, увеличивает содержание антоцианов и улучшает качество плодов, демонстрируя регуляторное взаимодействие между ABA и TT8.

Исследование углубляет понимание генетических механизмов, лежащих в основе качества плодов, и демонстрирует сложное взаимодействие между альтернативным сплайсингом, факторами транскрипции и гормональной сигнализацией.