温度变化影响苹果的发育和生产。苯丙烷代谢和激素信号在调节苹果响应温度变化的生长和发育中起着至关重要的作用。

香港中文大学钟思林研究团队在Horticulture Research 发表了一篇名为“McMYB4 improves temperature adaptation by regulating phenylpropanoid metabolism and hormone signaling in apple”的文章揭示了McMYB4 通过调节苹果的苯丙烷代谢和激素信号来改善温度适应。

为了进一步探索 McMYB4 在“金冠”苹果中的温度响应，我们将McMYB4过表达载体转化为“金冠”苹果组织培养苗。我们选择了高表达的McMYB4 -OE 转基因植物和“金冠”苹果组织培养幼苗（用作 WT 对照）并在 28 °C、18 °C 和 23 °C 下生长7 天(以 23 °C 作为对照) 。结果表明WT株系枯萎，McMYB4过表达减轻了枯萎的严重程度。在18 °C 时，WT系的存活率为 27%，而McMYB4 -OE 系的存活率为 67%。WT和McMYB4 的存活率-OE 线在 28°C 时约为 100%（图2a）。qRT-PCR 分析表明McMYB4 -OE 系中的McMYB4表达在28°C 和 18°C 下分别比在 23°C 下高 1.3 倍和 4.1 倍（图2b）。McMYB4过表达促进了黄酮醇和木质素的积累。HPLC结果表明，28℃和18℃生长的McMYB4- OE系中黄酮醇含量分别比23℃高493μg/g和2715μg/g，伴随着CHS和FLS上调表达（图2c，e，g）。McMYB4 中的木质素含量与在 23 °C 下生长的McMYB4 -OE 系相比，在 28 °C 和 18 °C 下生长的 -OE 系分别增加了 19200 μg/g 和 5370 μg/g ，并且这些增加伴随着上调的CAD和F5H表达（图2d、f、h）。综上所述，结果表明McMYB4过表达通过促进 28 °C 和 18 °C 下黄酮醇和木质素的生物合成来增强苹果植物的温度适应能力。

图 2：响应温度变化的 WT 和McMYB4 -OE 系中的黄酮醇和木质素生物合成 

为了进一步验证黄酮醇生物合成途径中 McMYB4 的靶基因，我们进行了 Y1H 测定。结果表明，LacZ报告基因在含有 AD - McMYB4 载体和含有靶基因 BD- CHS和 BD- FLS启动子载体的酵母转化体中被激活（图4a）。EMSA 结果还显示 McMYB4 与CHS和FLS的生物素标记的启动子结合（图4c、e）。因此，这些结果表明 McMYB4 可以与CHS和FLS的启动子结合以促进黄酮醇的生物合成。

图 4：苯丙烷代谢途径中 McMYB4 的靶基因分析。

Y1H 检测还显示AbAi报告基因在含有 AD - McMYB4 载体和含有靶基因CAD和F5H启动子的载体的酵母转化体中被激活（图4b），EMSA 证明 McMYB4 与生物素标记的启动子结合的CAD和F5H（图4D中，f）。因此，这些结果表明 McMYB4 也可以与CAD和F5H的启动子结合以促进木质素生物合成。

总之，我们的结果表明 McMYB4 促进黄酮醇生物合成和芸苔素内酯信号传导，从而降低 ROS 含量以提高植物抗性并促进木质素生物合成和生长素信号传导以调节植物生长。该研究表明，McMYB4 通过调节苯丙烷代谢和激素信号传导，参与苹果响应温度变化的非生物抗性和生长。