FngMYB10基因中的一个核苷酸突变会导致Fragaria nilgerrensis（尼日利亚草莓）出现白色果实的表型特征

《BMC Plant Biology》：A single nucleotide mutation in FngMYB10 causes white fruit phenotype in Fragaria nilgerrensis

　　

摘要

背景

果实颜色是草莓（Fragaria spp.）中一个关键的农艺性状，它决定了消费者的接受度和市场价值。Fragaria nilgerrensis是一种原产于中国西南部的二倍体草莓，其果实表现为稳定的白色，但其遗传基础尚未通过实验得到验证。

结果

我们发现，导致核心转录因子FngMYB10中R82S氨基酸替换的单核苷酸突变是F. nilgerrensis中花青素缺乏的直接分子原因。通过定点突变、瞬时表达和稳定转化实验，我们证明在82位点将丝氨酸替换为精氨酸可以有效激活整个黄酮类生物合成途径中关键基因的表达，从而恢复花青素的合成和果实着色。酵母双杂交和双分子荧光互补实验表明，R82S突变特异性地破坏了FngMYB10与其转录共因子FngbHLH33之间的关键蛋白质-蛋白质相互作用，但不影响其与FngMYC1的相互作用。这些结果表明，FngbHLH33是F. nilgerrensis中花青素合成的关键共因子，而FngMYC1可能在其他组织或代谢途径中发挥作用。结构建模显示，该突变破坏了保守的bHLH相互作用基序中的关键氢键，阻碍了花青素基因激活所需的功能性MYB-bHLH-WD40转录复合物的组装。

结论

研究结果证实，F. nilgerrensis中FngMYB10的R82S错义突变特异性地破坏了其与关键共因子FngbHLH33的相互作用，阻断了功能性MBW复合物的组装，最终导致果实中花青素生物合成的完全丧失。这些发现加深了我们对果实颜色形成转录调控网络的理解，并为草莓果实颜色的分子育种提供了直接的目标。