Plant Physiol | 中国农业大学潘秋红课题组揭示VvWRKY70调控葡萄降异戊二烯和黄酮醇代谢的双重功能

降异戊二烯和黄酮醇分别是异戊二烯代谢路径和类黄酮代谢路径中重要的分支代谢产物，在主流的中性葡萄酒中，这两类次生代谢物贡献了独特的香气和良好的色泽稳定性，然而这两类化合物的转录调控机制尚未完全明晰，尤其是对降异戊二烯的转录调控报道非常有限，对协同调控这两类代谢产物的分子机制更是知之甚少。

近日，中国农业大学食品科学与营养学院葡萄与葡萄酒研究中心/农业农村部葡萄酒加工重点实验室潘秋红课题组在Plant Physiology在线发表了题为“Transcription factor VvWRKY70 inhibits both norisoprenoid and flavonol biosynthesis in grape”的研究论文。该研究鉴定到一个新的负调控因子VvWRKY70，具有同时参与调控葡萄果实中光照和高温诱导的降异戊二烯和黄酮醇生物合成的双重功能，从而影响酿酒葡萄以及葡萄酒的香气和色泽品质，该研究结果为从葡萄酒原料角度协同改良香气和色泽等多方面品质提供了重要的基因资源。

WRKY家族转录因子广泛地参与次生代谢转录调控，本研究以W-box为诱饵，通过酵母单杂交筛库和进一步的双荧光素酶实验，鉴定到VvWRKY70可以在体外抑制异戊二烯路径上多个基因启动子的活性。在光照和高温处理中，VvWRKY70的表达受到显著抑制。在瞬时超表达的毛葡萄叶片和经过光照或高温处理后的稳定超表达葡萄果实愈伤组织中，降异戊二烯生物合成受到了明显的抑制，降异戊二烯的前体物类胡萝卜素在光照条件下的含量也远低于野生型。与此同时，在黄酮醇生物合成路径的分析中也得到了相似的结果。进一步的实验表明，VvWRKY70可以直接与异戊二烯路径中的VvBCH2和类黄酮路径中的VvCHS3启动子结合并抑制光照和高温对其的诱导作用。转录组分析表明，VvWRKY70还参与了激素介导的异戊二烯和类黄酮路径调控网络。这些发现丰富了我们对光照和高温介导的葡萄降异戊二烯和黄酮醇代谢调控网络的理解，并为葡萄浆果多种品质的协调调控提供了新的视角。有助于进一步锁定影响异戊二烯和类黄酮代谢的关键因素，更好地服务于酿酒葡萄和葡萄酒品质的提升。

图1葡萄果实中VvWRKY70参与光温介导的降异戊二烯和黄酮醇代谢转录调控机制模式图

中国农业大学葡萄与葡萄酒研究中心/农业农村部葡萄酒加工重点实验室在读博士研究生韦漪为论文第一作者，潘秋红教授为本论文通讯作者。中国农业大学段长青教授，北京工商大学孟楠副教授等参与了此项工作。该研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad423