中国农业科学院果树研究所姜淑苓研究员团队与沈阳农业大学李贺教授团队在梨花青苷积累研究方面取得新进展

近日，中国农业科学院果树研究所姜淑苓团队和沈阳农业大学李贺团队在植物科学JCR一区期刊《植物生理与生化（Plant Physiology and Biochemistry）》（2024IF=6.1）上联合在线发表了题为Plant U-box E3 ligase PpPUB59 regulates anthocyanin accumulation by ubiquitinating PpBBX24 in ‘Zaosu’ pear and its red bud mutation的研究论文，解析了PpPUB59与Ppbbx24-del协同调控‘红早酥’梨花青苷积累的作用机制。

红梨因外观漂亮、营养丰富而深受消费者喜爱，挖掘控制红色性状形成的关键基因，解析红色性状的形成机制对红梨育种和栽培调控均具有重要意义。团队前期自‘早酥’梨红色芽变‘红早酥’梨中鉴定出了一个与其红色性状紧密相关的Ppbbx24-del基因，并证明了该基因因移码突变正向调控‘红早酥’梨花青苷积累。

本文在前期研究的基础上，进一步鉴定出了一个E3泛素蛋白连接酶PpPUB59，并对其在‘红早酥’梨花青苷积累中的作用进行了深入研究，结果表明：PpPUB59作为一个U-Box类E3泛素蛋白连接酶，含有U-Box和WD40串联重复结构域，WD40串联重复结构域是与PpBBX24和PpHY5的VP结构域互作的关键结构域；PpPUB59具有泛素化活性，能将PpBBX24泛素化，进而经26S蛋白酶体降解；Ppbbx24-del因移码突变而缺失VP结构域，不能与PpPUB59互作，进而免于被泛素化，蛋白稳定性好，能够持续稳定的与花青苷合成基因PpCHS启动子上的G-box元件结合，激活其表达；PpHY5也能与PpCHS启动子上的G-box元件结合并激活其表达，激活效果明显弱于Ppbbx24-del，且可被PpBBX24和PpPUB59抑制。综上，本研究绘制了PpPUB59、PpHY5、PpBBX24和Ppbbx24-del协同调控‘红早酥’和‘早酥’梨花青苷积累的模式图，进一步解析了其花青苷积累的分子机制，PpPUB59是又一个新鉴定出来的参与植物花青苷积累的基因，丰富了植物花青苷合成调控理论。

沈阳农业大学与中国农业科学院果树研究所联合培养博士研究生李舒然和中国农业科学院果树研究所欧春青副研究员为本文共同第一作者，李贺教授和姜淑苓研究员为本文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（32072531）、中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2016-RIP）和现代农业产业技术体系建设专项项目（CARS-28）等项目的资助。

文章标题：Plant U-box E3 ligase PpPUB59 regulates anthocyanin accumulation by ubiquitinating PpBBX24 in ‘Zaosu’ pear and its red bud mutation