据报道，许多基本的螺旋-环-螺旋转录因子 (TF) 可促进许多植物物种中的花青素生物合成，但对抑制花青素积累的 bHLH TF知之甚少。

山东农业大学研究所团队在frontiers in plant science发表了一篇名为“The Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factor SmbHLH1 Represses Anthocyanin Biosynthesis in Eggplant”的文章对全基因组分析揭示了基本螺旋-环-螺旋转录因子 SmbHLH1 抑制茄子花青素生物合成。

在这项研究中，来自茄属植物的 SmbHLH1被确定为花青素生物合成的负调节因子。然而，SmbHLH1与SmTT8表现出高度同一性，SmTT8作为植物中花青素生物合成的 SmMYB113 依赖性正调节剂。SmbHLH1在茄子中的过度表达导致花青素积累的显着减少。只有SmbHLH1的N和C末端的氨基酸序列与 SmTT8 序列不同。表达分析表明SmbHLH1的表达模式与花青素积累相反。

为了确定 SmbHLH1 是否通过与 SmMYB113 的相互作用来调节花青素生物合成，我们进行了酵母双杂交 (Y2H) 分析，SmMYB113 已被报道为一种关键的花青素调节剂并与 SmTT8 相互作用。仅在含有 AD-SmMYB113 加 BD-SmTT8 的酵母中观察到阳性 β-gal 活性，这些酵母在 -T/-L/-H/-A 筛选培养基上生长，但在含有 AD 加 BD-SmbHLH1、AD 加 BD-的酵母中未观察到SmTT8、AD-SmMYB113 加 BD，或 AD-SmMYB113 加 BD-SmbHLH1（图 4A）。这些结果表明 SmbHLH1 不能与 SmMYB113 相互作用，而 SmTT8 可以。

 图4.SmbHLH1在Y2H和双分子荧光互补(BiFC)检测

进行双分子荧光互补测定以进一步表征 SmbHLH1/SmTT8 和 SmMYB113体内之间的相互作用。如图4B所示，YFP荧光信号仅在YFP C- SmMYB113和YFP N -SmTT8共表达时出现。在包含 YFP C -SmMYB113 加 YFP N -SmbHLH1 和其他空载体对照组合的细胞中未检测到荧光。此外，我们发现 SmMYB113 和 SmTT8 复合物的相互作用位置在细胞核中。这些结果证实 SmbHLH1 不能与植物细胞中的 SmMYB113 相互作用，但 SmTT8 可以。

酵母双杂交 (Y2H) 和双分子荧光互补 (BiFC) 测定表明SmbHLH1不能与SmMYB113 相互作用。双荧光素酶测定表明 SmbHLH1直接抑制SmDFR和SmANS的表达。

我们的研究结果表明，bHLH在花青素生物合成中的生物学功能可能已经进化，并为了解来自不同植物物种的直系同源基因的分子功能提供了新的见解。

文献链接： https://doi.org/10.3389/fpls.2021.757936