近日，西北農林科技大學生命科學學院麻鵬達/董娟娥團隊在《The Plant Journal》發表題為“The SmMYC2-SmMYB36 complex is involved in MeJA-mediated tanshinones biosynthesis in Salvia miltiorrhiza”的研究論文。該研究揭示了茉莉酸（JA）介導的SmMYC2-SmMYB36轉錄複合體參與調控丹參酮生物合成的分子機制。
丹參酮類成分是一種二萜醌類化合物，來源于藥用植物丹參（Salvia miltiorrhiza）的根及根莖中。丹參酮具有多種生物活性和藥理作用，為國際上廣泛認可的有效治療心腦血管疾病的天然藥物之一。丹參酮的市場需求量大，而丹參的可用資源有限，且天然丹參酮的含量低且成分含量不穩定。是以，解析外源環境因子影響丹參酮生物合成的調控機制成為該領域的研究熱點之一。前期研究表明，茉莉酸甲酯（MeJA）是促進丹參酮生物合成的有效誘導子，目前的關于JA信号調控丹參酮合成的研究主要集中在JAZ以及與JAZ互作的轉錄因子上，還沒有關于轉錄複合物參與JA調控丹參酮合成的報道。該課題組前期解析了丹參JAZ家族蛋白在茉莉酸誘導丹參酮和酚酸生物合成中的分工和機制，其中SmJAZ3、SmJAZ4和SmJAZ8作為MeJA誘導丹參酮合成的負調控因子（Pei et al. 2018, Journal of Experimental Botany; Ma et al. 2022, Horticulture Research）。SmMYB36作為丹參酮合成的正調控轉錄因子，其N端含有一個與bHLH轉錄因子互作的結構域（[D/E]Lx2[R/K]x3Lx6Lx3R），能夠直接與丹參酮生物合成酶基因SmGGPPS1、SmDXS2、SmCPS1的啟動子結合并促進其表達，并同時通過SmERF6轉錄因子間接促進丹參酮的合成（Ding et al. 2018, Scientific Reports; Li et al. 2023, Horticulture Research）。
在該研究中，作者首先通過酵母雙雜交篩庫挖掘到與SmJAZ8互作的SmMYC2轉錄因子，同時SmJAZ3和SmJAZ4也與SmMYC2存在互作關系。随後，該研究發現SmMYC2作為丹參酮生物合成的正向調控因子，并通過DAP-seq、Y1H、Dual-luc和EMSA實驗證明SmMYC2的靶基因是丹參酮生物合成關鍵酶基因SmGGPPS1。在此基礎上，作者進一步發現SmMYB36與SmMYC2存在互相作用，SmMYC2和SmMYB36協同促進丹參酮的生物合成，且SmMYB36對丹參酮的正向調控作用依賴于SmMYC2的存在。此外，當MeJA不存在時，茉莉酸信号抑制子SmJAZ3/4/8通過與SmMYC2互作阻斷複合體SmMYC2-SmMYB36的形成，導緻SmGGPPS1啟動子活性的降低，進而阻礙了丹參酮的生物合成。當MeJA存在時，SmJAZ3和SmJAZ4能夠通過26S蛋白酶體途徑降解，釋放SmMYB36-SmMYC2複合物來激活SmGGPPS1表達，進而促進了丹參酮的生物合成綜上所述，該研究闡明了SmJAZ3/4/8-SmMYC2-SmMYB36子產品在JA信号介導的丹參酮生物合成中的動态調控機制（圖1）。本研究為進一步建構了JA信号介導的丹參酮類合成調控網絡奠定了基礎，為丹參酮高效生物制造提供了有用的工具。
圖1 SmMYC2-SmMYB36複合體參與JA信号介導的丹參酮生物合成模式圖西北農林科技大學生命科學學院博士研究所學生曹瑞緻、呂兵兵和邵帥為論文共同第一作者。西北農林科技大學生命科學學院董娟娥教授和麻鵬達副教授為論文共同通訊作者。西北農林科技大學碩士生趙英、楊夢丹、大學生左安琪和吉林省農業科學院魏嘉助理研究員也參與了部分工作。該研究得到了國家自然科學基金（32270278）和大學生科創項目（S202310712297）的資助。
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