HmbHLH42是一种光诱导的转录因子，能够正向调控大叶绣球（Hydrangea Macrophylla）萼片中的花青素生物合成过程

《Journal of Plant Growth Regulation》：HmbHLH42, a Light-induced Transcription Factor, Positively Regulates Anthocyanin Biosynthesis in Sepals of Hydrangea Macrophylla

　　hydrangea macrophylla花色调控机制研究中发现bHLH转录因子HmbHLH42在花瓣中高表达，受光信号诱导后显著促进花青素合成及下游结构基因表达，为分子育种提供新依据。

　　

摘要

花色是Hydrangea macrophylla的重要观赏性状。花青素（一类黄酮类化合物）是其着色的主要色素，其合成受一系列结构基因和转录因子的调控。其中，基本螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子已被确定为花青素生物合成的关键调控因子之一。然而，目前尚未对H. macrophylla中的bHLH转录因子与花色之间的关系进行系统的研究。本研究旨在鉴定bHLH转录因子，并阐明它们在调控H. macrophylla中花青素合成中的分子机制。基于全长转录组数据和系统发育分析，鉴定出三个与花青素合成相关的候选bHLH转录因子，分别命名为HmbHLH1、HmbHLH12和HmbHLH42。亚细胞定位研究表明，这三个bHLH转录因子均存在于细胞核和细胞质中。HmbHLH1和HmbHLH42具有转录激活活性，并能促进花青素的积累，而HmbHLH12则具有相反的作用。HmbHLH42在萼片中的表达量较高；通过病毒诱导的HmbHLH42基因沉默实验发现，萼片中花青素含量及花青素生物合成途径相关结构基因的表达均显著降低。进一步分析表明，HmbHLH42的表达受光信号调控，这反过来又促进了H. macrophylla萼片中花青素的积累。这些结果表明，HmbHLH42是调控H. macrophylla萼片中参与花青素生物合成的结构基因表达的关键转录因子。本研究为阐明H. macrophylla萼片中花青素积累的分子机制奠定了基础。通过揭示光照如何调节绣球花瓣中的花青素代谢，我们的发现为花色变异的生理机制提供了新的见解，并对未来的育种工作具有重要的指导意义。