原花青素是一类重要的类黄酮类次生代谢产物，能调节葡萄和葡萄酒的涩味、颜色和风味。同时，原花青素也参与葡萄的生物和非生物胁迫响应。泛素化是一种重要的蛋白修饰过程，泛素连接酶的多样性使泛素化途径涉及多个细胞过程。然而，关于原花青素生物合成的泛素化修饰，以及与抗病性有关机制的研究极为有限。
近日，维多利亚vic115优惠大厅葡萄种质资源与遗传育种团队张朝红教授课题组在 Plant Physiology 在线发表题为“Ubiquitin ligase VvPUB26 in grapevine promotes proanthocyanidin synthesis and resistance to powdery mildew”的研究论文，揭示了葡萄泛素连接酶VvPUB26促进葡萄原花青素积累，并增强植株对白粉病抗性的分子机制。
该研究发现E3泛素连接酶Plant U-box 26 (VvPUB26)参与葡萄原花青素生物合成。葡萄过表达 VvPUB26 促进原花青素积累，而干扰 VvPUB26 则会抑制其合成。白粉菌侵染后，过表达 VvPUB26 的转基因葡萄植株抗病性高于野生型和干扰植株，而干扰 VvPUB26 导致葡萄对白粉菌更加敏感。研究进一步通过Y2H、BiFC、LCI、Pull-down、Co-IP和泛素化等试验证明VvPUB26与VvWRKY24相互作用，并介导VvWRKY24的泛素化和蛋白降解。过表达 VvWRKY24 抑制葡萄原花青素的合成，LUC、EMSA和ChIP-qPCR试验证明VvWRKY24可以与VvDFR和VvLAR启动子的W-box元件结合，并抑制其转录活性和表达水平，进而抑制了原花青素的生物合成。综上所述，该研究结果揭示了VvPUB26-VvWRKY24-VvDFR/VvLAR级联调控模块在葡萄原花青素生物合成中的重要作用，以及原花青素和抗病性之间的关系。
图1 葡萄VvPUB26促进原花青素合成积累和增强对白粉病抗性的作用模型
研究是在维多利亚vic115优惠大厅作物抗逆与高效生产全国重点实验室完成，博士研究生赵婷为第一作者，张朝红教授和李琰副教授为本文的通讯作者，王跃进教授等参与了本项研究。该研究得到了国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等项目的资助与支持。研究还得到了园艺学院园艺科学研究中心在实验技术上的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae249
