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NAC Transcription Factor PpNAP4 Promotes Chlorophyll Degradation and Anthocyanin Synthesis in the Skin of Peach Fruit
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-08-30 , DOI: 10.1021/acs.jafc.4c03924 Jieyu Dai 1 , Ze Xu 1, 2, 3, 4 , Zhouheng Fang 1 , Xuyang Zheng 1 , Lijun Cao 5, 6 , Tongyang Kang 1 , Yuting Xu 1 , Xingzhen Zhang 1 , Qianjin Zhan 1 , Hong Wang 7 , Yanan Hu 1 , Caiping Zhao 1
Journal of Agricultural and Food Chemistry ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-08-30 , DOI: 10.1021/acs.jafc.4c03924 Jieyu Dai 1 , Ze Xu 1, 2, 3, 4 , Zhouheng Fang 1 , Xuyang Zheng 1 , Lijun Cao 5, 6 , Tongyang Kang 1 , Yuting Xu 1 , Xingzhen Zhang 1 , Qianjin Zhan 1 , Hong Wang 7 , Yanan Hu 1 , Caiping Zhao 1
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Chlorophyll (Chl) catabolism and anthocyanin synthesis play pivotal roles in determining the final skin color of fruits during maturation. However, in peach (Prunus persica) fruit, the regulatory mechanism governing skin color, especially the Chl catabolism, remains largely elusive. In this study, we identified ten Chl catabolic genes (CCGs), with PpSGR emerging as a key regulator in Chl degradation in peaches. Furthermore, a NAC-like, activated by AP3/P1 (NAP) transcription factor (TF), PpNAP4, was identified as a positive modulator of Chl breakdown. PpNAP4 induced the expression of PpSGR and other CCGs, including PpPPH, PpPAO, and PpTIC55–2, by directly binding to their promoters. Overexpression of PpNAP4 resulted in a heightened expression of these genes and accelerated Chl degradation. Notably, PpNAP4 also positively regulated the expression of PpANS and PpMYB10.1, one key structural gene and a core transcriptional regulator of anthocyanin synthesis, thereby contributing to fruit coloration. In summary, our findings elucidate that PpNAP4 serves as a pivotal regulator in determining the final skin color of peach by orchestrating Chl degradation and anthocyanin accumulation through direct activation of multiple CCGs and anthocyanin related genes.
中文翻译:
NAC 转录因子 PpNAP4 促进桃果皮叶绿素降解和花青素合成
叶绿素 (Chl) 分解代谢和花青素合成在决定水果成熟过程中的最终表皮颜色方面起着关键作用。然而,在桃子 (Prunus persica) 果实中,控制肤色的调节机制,尤其是 Chl 分解代谢,在很大程度上仍然难以捉摸。在这项研究中,我们鉴定了 10 个 Chl 分解代谢基因 (CCGs),其中 PpSGR 成为桃子 Chl 降解的关键调节因子。此外,由 AP3/P1 (NAP) 转录因子 (TF) 激活的 NAC 样 PpNAP4 被鉴定为 Chl 分解的正调节剂。PpNAP4 通过直接与启动子结合来诱导 PpSGR 和其他 CCG(包括 PpPPH、PpPAO 和 PpTIC55-2)的表达。PpNAP4 的过表达导致这些基因的表达升高并加速 Chl 降解。值得注意的是,PpNAP4 还正向调节 PpANS 和 PpMYB10.1 的表达,PpANS 和 PpMYB10.1 是花青素合成的关键结构基因和核心转录调节因子,从而有助于果实着色。总之,我们的研究结果阐明了 PpNAP4 通过直接激活多个 CCG 和花青素相关基因来协调 Chl 降解和花青素积累,从而在决定桃子的最终肤色方面发挥着关键调节因子。
更新日期:2024-09-01
中文翻译:
NAC 转录因子 PpNAP4 促进桃果皮叶绿素降解和花青素合成
叶绿素 (Chl) 分解代谢和花青素合成在决定水果成熟过程中的最终表皮颜色方面起着关键作用。然而,在桃子 (Prunus persica) 果实中,控制肤色的调节机制,尤其是 Chl 分解代谢,在很大程度上仍然难以捉摸。在这项研究中,我们鉴定了 10 个 Chl 分解代谢基因 (CCGs),其中 PpSGR 成为桃子 Chl 降解的关键调节因子。此外,由 AP3/P1 (NAP) 转录因子 (TF) 激活的 NAC 样 PpNAP4 被鉴定为 Chl 分解的正调节剂。PpNAP4 通过直接与启动子结合来诱导 PpSGR 和其他 CCG(包括 PpPPH、PpPAO 和 PpTIC55-2)的表达。PpNAP4 的过表达导致这些基因的表达升高并加速 Chl 降解。值得注意的是,PpNAP4 还正向调节 PpANS 和 PpMYB10.1 的表达,PpANS 和 PpMYB10.1 是花青素合成的关键结构基因和核心转录调节因子,从而有助于果实着色。总之,我们的研究结果阐明了 PpNAP4 通过直接激活多个 CCG 和花青素相关基因来协调 Chl 降解和花青素积累,从而在决定桃子的最终肤色方面发挥着关键调节因子。