葡萄是全球范围内广泛栽培的重要果树之一，其果实的色泽直接反映了葡萄的品质，是影响其商品价值和经济效益的关键因素。在全球气候变暖的背景下，高温已成为限制葡萄品质提升的重要非生物胁迫因素。高温胁迫显著抑制了葡萄的转色过程和果实中花色苷的积累，进而影响到果实的外观色泽。因此，深入探究高温条件下影响葡萄花色苷合成的机制，对于促进葡萄产业的可持续发展具有重要的理论和实践意义。 近日，中国农业大学刘扬教授课题组在The Plant Cell发表了题为VvFHY3 links auxin and endoplasmic reticulum stress to regulate grape anthocyanin biosynthesis at high temperatures的研究论文，该研究揭示了高温环境下抑制葡萄花色苷合成的分子和生理机制。
高温通过抑制花色苷生物合成基因的表达和花色苷的生物合成速率降低花色苷水平。以往的研究多关注于调控花色苷结构基因表达的转录因子，对于合成场所的调控知之甚少。而且，协调这两个过程的调控机制仍然未知。该研究发现，高温抑制葡萄果实花色苷的生物合成依赖于生长素和内质网胁迫途径。作者鉴定了响应高温并且调控葡萄花色苷合成基因表达的转录因子：VvFHY3基因。生长素响应因子VvARF3与VvFHY3相互作用，并抑制其转录激活活性，从而抑制花色苷的生物合成。此外，该研究团队还发现内质网胁迫转录因子VvbZIP17会抑制花色苷的生物合成，而VvFHY3能够直接结合VvbZIP17的启动子来抑制其转录，并通过与VvbZIP17相互作用抑制其DNA结合能力。此外，VvARF3会干扰VvFHY3与VvbZIP17的相互作用，释放VvbZIP17以激活未折叠蛋白反应，进一步抑制花青素的产生。该研究结果揭示了高温胁迫下VvARF3–VvFHY3–VvbZIP17的调控模块，生长素和内质网胁迫途径协同抑制花色苷结构基因的表达和生物合成。
在读博士孙延钊和郑焱焱为论文共同第一作者，刘扬教授为论文通讯作者。河北省农林科学院昌黎果树研究所韩斌研究员为本研究提供了建议和葡萄材料。该工作得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的资助。刘扬老师课题组目前以园艺作物葡萄伟研究对象，利用多种技术手段解析光照和温度调控果树逆境胁迫和果实品质发育的分子机制并开展相关的分子育种工作，致力于创制优质、抗逆和高产的果树育种材料。 论文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae303
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