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山农大长江学者PLOS遗传学新成果

2016.8.29

  山东农业大学园艺科学与工程学院的郝玉金教授带领的课题组发现,苹果己糖激酶MdHXK1——一种葡萄糖感受器,参与探测外源葡萄糖,并调节花青素的生物合成。这一研究结果发表在8月25日的国际著名遗传学期刊《PLOS Genetics》。

  郝玉金教授是教育部“长江学者”特聘教授,国家杰出青年科学基金获得 者,国家百千万人才工程国家级人选,国家有突出贡献中青年专家,教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人,山东省“泰山学者”特聘教授,山东 省现代农业产业技术体系水果创新团队岗位专家。曾先后在北京大学、日本果树研究所(筑波)和美国加州大学河滨分校从事博士后研究。研究方向为果树分子生物 学与生物技术,已发表论文90余篇,其中SCI论文60余篇,副主编或参编著作4部。

  在许多植物物种中,葡萄糖可诱导花青素的积累,但是,在这个过程中所涉及的分子机制在很大程度上仍然是未知的。在这项研究中,研究人员发现,苹果己 糖激酶MdHXK1——一种葡萄糖传感器,参与探测外源葡萄糖,并调节花青素的生物合成。在体外和体内的实验表明,MdHXK1可直接与一个花青素相关的 bHLH转录因子(TF)MdbHLH3相互作用,并在其Ser361位点将其磷酸化,以响应对葡萄糖。

  此外,hexokinase_2结构域和信号肽,对于MdHXK1介导的MdbHLH3磷酸化,都是至关重要的。此外,磷酸化修饰可稳定 MdbHLH3蛋白,并增强花青素生物合成基因的转录,从而增加花青素的生物合成。最后,在苹果愈伤组织和果实中进行的一系列转基因分析表 明,MdHXK1可通过调节MdbHLH3,至少部分地控制着葡萄糖诱导的花青素积累,即使不太完全。总的来说,这些研究结果对于“葡萄糖传感器HXK1 调节花青素积累的机制”,提供了新的见解,这是通过直接调控植物中花青素相关bHLH转录因子以响应葡萄糖信号,而发生的。

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