SlBEL11 điều tiết sinh tổng hợp flavonoid, thực hiện “fine-tuning” dòng chảy auxin để ngăn ngừa cà chua rụng khi chín trái

 SlBEL11 điều tiết sinh tổng hợp flavonoid, thực hiện “fine-tuning” dòng chảy auxin để ngăn ngừa cà chua rụng khi chín trái

Nguồn: Xiufen Dong, Xianfeng Liu, Lina Cheng, Ruizhen Li, Siqi Ge, Sai Wang, Yue Cai, Yang Liu, Sida Meng, Cai-Zhong Jiang, Chun-Lin Shi, Tianlai Li, Daqi Fu, Mingfang Qi, Tao Xu. 2024. SlBEL11 regulates flavonoid biosynthesis, thus fine-tuning auxin efflux to prevent premature fruit drop in tomato. Journal of Integrative Plant Biology; 29 February 2024; https://doi.org/10.1111/jipb.13627

 

Auxin điều tiết sự ra hoa và rụng quả, nhưng làm thế nào những tín hiệu phát triển này làm trung gian vận chuyển auxin để rụng quả vẫn chưa rõ ràng. Ở đây, người ta tiến hành ngiên cứu làm rõ vai trò của yếu tố phiên mã (TFs) BEL1-LIKE HOMEODOMAIN11 (SlBEL11) trong điều tiết sự vận hành auxin khi trái cà chua (Solanum lycopersicum) rụng. Gen SlBEL11 biểu hiện caotại vùng tách rời trái cà chua, mức độ biểu hiện của nó tăng dân khi trái phát triển.

 

Knockdown sự biểu hiện gen SlBEL11 bẳng kỹ thuật RNA can thiệp (RNAi) làm cho trái sắp chịn bị rụng ở “breaker” (cắt) (Br) và ở “3 d post-breaker (Br+3)” (sau cắt 3 ngày) trong giai đoạn trái phát triển. Phân tích transcriptome và metabolome của dòng cà chua SlBEL11-RNAi cho thấy: sinh tổng hợp flavonoid suy yếu và mức độ của hầu hết hàm lượng flavonoids đều giảm rõ ràng, đặc biệt quercetin, mà chức năng của chúng như chất ức chế auxin di chuyển. Như vậy, SlBEL11 ngăn ngừa được sự rụng trái chưa chín thông qua điều chế dòng lưu thông auxintừ trái cà chua, đây rất cần thiết cho sự hình thành một gradien của phản ứng auxin. Thật vây, xử lý quercetin  làm ức chế stra1i rụng sớm khi chưa chín trong cây cà chua SlBEL11-RNAi. Giải trình tự DNA có tính chất thanh lọc theo ái lực DAP-seq (affinity purification sequencing) cho kết quả là SlBEL11 kích hoạt sự biểu hiện của gen SlMYB111 mã hóa TFs kết gắn trực tiếp với promoter của nó. Kết quả PCR có tính chất “chromatin immunoprecipitation-quantitative” và kết quả điện di xét nghiệm dịch chuyển cho thấy  MYELOBLASTOSIS VIRAL ONCOGENE HOMOLOG111 (SlMYB111) của cây cà chua S. lycopersicum kích hoạt biểu hiện của gen liên quan đến sinh tổng hợp flavonoid; đó là gen SlCHS1, SlCHI, SlF3H, và SlFLS bởi sự kết gắn trực tiếp với promoters. Kết quả cho thấy SlBEL11–SlMYB111 module điều hòa sinh tổng hợp flavonoid để mở khóa dòng lưu thông auxin từ trái cà chua, tiếp theo đó, duy trì “gradien” của phản ứng auxin trong cuống trái, ngăn ngừa được rụng trái cà chua chưa chín.

 

Xem https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13627