The transcription factor PbrMYB24 regulates lignin and cellulose biosynthesis in stone cells of pear fruits

MYB公司 木质素 转录因子 纤维素 次生细胞壁 基因 细胞壁 基因表达 生物 发起人 转录组 生物化学 植物 细胞生物学 化学
作者
Yongsong Xue,Yanfei Shan,Jia‐Long Yao,Runze Wang,Shaozhuo Xu,Dongliang Liu,Zhicheng Ye,Jing Lin,Xiaogang Li,Cheng Xue,Jun Wu
出处
期刊:Plant Physiology [Oxford University Press]
卷期号:192 (3): 1997-2014 被引量:32
标识
DOI:10.1093/plphys/kiad200
摘要

Abstract Lignified stone cell content is a key factor used to evaluate fruit quality, influencing the economic value of pear (Pyrus pyrifolia) fruits. However, our understanding of the regulatory networks of stone cell formation is limited due to the complex secondary metabolic pathway. In this study, we used a combination of co-expression network analysis, gene expression profiles, and transcriptome analysis in different pear cultivars with varied stone cell content to identify a hub MYB gene, PbrMYB24. The relative expression of PbrMYB24 in fruit flesh was significantly correlated with the contents of stone cells, lignin, and cellulose. We then verified the function of PbrMYB24 in regulating lignin and cellulose formation via genetic transformation in homologous and heterologous systems. We constructed a high-efficiency verification system for lignin and cellulose biosynthesis genes in pear callus. PbrMYB24 transcriptionally activated multiple target genes involved in stone cell formation. On the one hand, PbrMYB24 activated the transcription of lignin and cellulose biosynthesis genes by binding to different cis-elements [AC-I (ACCTACC) element, AC-II (ACCAACC) element and MYB-binding sites (MBS)]. On the other hand, PbrMYB24 bound directly to the promoters of PbrMYB169 and NAC STONE CELL PROMOTING FACTOR (PbrNSC), activating the gene expression. Moreover, both PbrMYB169 and PbrNSC activated the promoter of PbrMYB24, enhancing gene expression. This study improves our understanding of lignin and cellulose synthesis regulation in pear fruits through identifying a regulator and establishing a regulatory network. This knowledge will be useful for reducing the stone cell content in pears via molecular breeding.
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