近日，Plant Cell and Environment在線發表了山東農業大學作物生物學國家重點實驗室陳學森課題組題為“The B‐Box zinc finger protein MdBBX20 integrates anthocyanin accumulation in response to ultraviolet radiation and low temperature”的研究論文。該研究發現蘋果中BBX20基因通過響應UV-B和低溫來促進蘋果果皮花青苷的合成。值得一提的是，Plant and Cell Physiology在前期也發表了該課題組題為“MdCOL4 Interaction Mediates Crosstalk Between UV-B and High Temperature to Control Fruit Coloration in Apple”研究論文，兩篇文章都揭示了BBX轉錄因子介導UV-B和溫度調控蘋果果皮花青苷的合成。

　　該研究通過對BBX轉錄因子第Ⅳ亞家族成員在UV-B條件下的表達量進行差異篩選，得到表達差異顯著的基因MdBBX20。除了響應UV-B以外，我們在MdBBX20的啟動子上發現了一個低溫響應元件LTR，為了探究MdBBX20在低溫信號通路中的作用。將MdBBX20在蘋果王林愈傷中過表達，在不同的UV-B和溫度條件下進行培養，結果發現過表達MdBBX20的王林愈傷在UV-B/低溫條件下積累的花青苷*多，有趣的是，即使沒有UV-B，過表達MdBBX20的王林愈傷只在低溫條件下也能積累花青苷。這說明MdBBX20能夠響應UV-B和低溫促進花青苷的合成。同時通過酵母單雜和EMSA試驗發現MdbHLH3能夠識別并結合到MdBBX20啟動子上的LTR順式作用元件。進一步說明MdBBX20能夠在MdbHLH3的參與下響應低溫促進花青苷的合成。與此同時, 通過酵母單雜交，EMSA和CHIP實驗驗證了MdBBX20能夠特異性識別并結合MdMYB1及下游結構基因MdDFR和MdANS啟動子上的G-box，并促進其表達。

　　之前研究表明，HY5在協同調控UV-B和溫度信號通路中發揮著重要的作用。本研究通過酵母雙雜交實驗，雙分子熒光互補實驗和Pull down實驗分別從體內體外驗證了MdBBX20能夠與MdHY5發生互作形成蛋白復合體。通過對其結構域進行分解分析，MdBBX20的第二個B-box結構域以及MdHY5的b-ZIP結構域是兩者互作所必需的。LUC熒光報告實驗結果表明MdBBX20-MdHY5 MdBBX20能夠促進MdHY5與MdMYB1啟動子的結合。這說明MdBBX20能夠通過與MdHY5的互作協同調控UV-B和低溫兩個信號通路。

　　山東農業大學陳學森教授和王楠博士為本文通訊作者，*作者為山東農業大學房鴻成博士。山東農業大學吳樹敬教授、甘肅省靜寧果樹所所長李建民對研究進行了相關的指導和幫助。本研究得到國家重點研發項目和國家自然科學基金重點項目的資助。

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