綠原酸(cga)是灰氈毛忍冬(lonicera macranthoides，別稱：金銀花)最重要的活性藥物成分，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)μ烊籧ga的需求急劇增長。雖然cga生物合成的關(guān)鍵基因已有報道，但其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制在很大程度上仍然是未知的。因此，研究cga生物合成的分子調(diào)控機制對于利用基因工程技術(shù)培育高cga含量的金銀花新品種具有重要意義。
2021年4月29日，重慶文理學(xué)院園林與生命科學(xué)學(xué)院陳澤雄教授的研究成果，發(fā)表在植物科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)期刊plant science上，文章題目為“a r2r3-myb transcriptional activator lmmyb15 regulates chlorogenic acid biosynthesis and phenylpropanoid metabolism in lonicera macranthoides”，該期刊的影響因子為5.363。該研究使用dna親和純化測序(dap-seq) 技術(shù)鑒定了金銀花r2r3-myb轉(zhuǎn)錄因子lmmyb15的dna結(jié)合基序及其靶基因。進一步研究揭示了lmmyb15調(diào)控金銀花cga生物合成和苯丙素代謝的分子機制，該研究成果為利用基因工程策略開發(fā)富含cga的金銀花新品種提供了寶貴的基因資源。
該研究首先通過對金銀花不同發(fā)育時期的不同組織進行質(zhì)譜檢測和轉(zhuǎn)錄圖譜分析，發(fā)現(xiàn)lmmyb3、lmmyb4、lmmyb15和lmmyb31基因與cga的含量存在顯著的相關(guān)性，表明這些基因在調(diào)控cga生物合成中發(fā)揮潛在作用。lmmyb15和其他mybs蛋白質(zhì)的系統(tǒng)發(fā)育樹分析結(jié)果表明，lmmyb15與紅花ctmyb1、擬南芥atmyb15和atmyb14、番茄slmyb15和菊花cmmyb15具有相近的同源性。酵母雙雜交試驗表明lmmyb15可作為轉(zhuǎn)錄激活因子。在煙草中過表達lmmyb15基因，促使cga的含量顯著增加，表明lmmyb15是cga生物合成的正調(diào)控因子。
圖1. dap-seq分析鑒定全基因組范圍的lmmyb15靶基因
(a) lmmyb15結(jié)合的peaks在基因組上的分布分析。(b) 通過meme-chip分析篩選lmmyb15的dna結(jié)合基序，其中(c/t) (c/t) (c/t) accta(c/a) (c/t) (a/t) (即yyyacctamyw) 和 (c/t)accta(c/a)(即yacctam)為最集中富集的2個基序。
為了闡明lmmyb15的分子機制，采用dap-seq技術(shù)鑒定了lmmyb15的dna結(jié)合基序及其直接的下游靶基因，包括4cl、myb3、myb4、knat6/7、iaa26和etr2等。酵母單雜交和雙熒光素酶報告基因?qū)嶒炞C實，lmmyb15可以結(jié)合4cl、myb3和myb4的啟動子，并激活這些基因的表達，從而促進cga的生物合成和苯丙素代謝。該研究揭示了一種lmmyb15調(diào)控金銀花cga生物合成的新的分子機制，同時為高cga含量的金銀花育種策略提供了新途徑，這對于提高金銀花的藥用性能具有重要意義。
圖2. lmmyb15正向調(diào)控cga生物合成的分子機制模式圖
總結(jié)：該研究從金銀花中分離到一個r2r3 myb轉(zhuǎn)錄因子lmmyb15，它是cga生物合成的正調(diào)控因子，它直接與下游靶基因的啟動子結(jié)合，包括4cl、myb3和myb4，從而促進cga的積累和苯丙素代謝。該研究為cga生物合成的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制提供了新見解，同時為培育具有更高藥用價值的高cga含量金銀花新品種提供了新的策略。