广东
近日，西南大学农学与生物科技学院曲存民/杜海团队在植物学权威期刊The Plant Cell上发表题为“The E3 ligase BnNLA1 modulates seed coat color in Brassica napus through ubiquitination of BnC07MYB3a”的研究论文。该研究首次将泛素化介导的蛋白稳态调控引入甘蓝型油菜种皮颜色形成机制研究，揭示了E3泛素连接酶BnNLA1通过调控MYB转录因子BnC07MYB3a蛋白稳定性，进而影响类黄酮代谢的新机制。
西南大学农学与生物科技学院博士生胡冉为该论文的第一作者，西南大学农学与生物科技学院博士后刘海疆、博士生唐云山和华中农业大学博士生吴涛（已毕业）为共同一作，西南大学农学与生物科技学院曲存民教授和杜海教授，华中农业大学石磊教授为该论文的共同通讯作者。
甘蓝型油菜是我国重要油料作物，黄色种皮是高品质油菜育种的重要目标性状，通常与较低的色素和纤维积累、更优的油脂加工品质和饼粕利用价值相关。过去三十多年，油菜种皮颜色研究主要聚焦于类黄酮代谢通路中的结构基因、转录因子及其表达调控。然而在种皮颜色形成是否还受到转录调控之外的蛋白质稳定性调控，仍长期缺乏直接证据。
围绕这一科学问题，研究团队利用393份甘蓝型油菜自然群体开展全基因组关联分析，鉴定到与种皮颜色稳定关联的RING型E3泛素连接酶BnNLA1。遗传学和代谢分析表明，BnNLA1功能缺失导致种皮颜色变浅，并显著降低类黄酮色素及原花青素积累，提示BnNLA1是连接泛素-蛋白酶体系统与种皮色素沉积的重要调控因子。
图1 甘蓝型油菜种皮颜色的全基因组关联分析及候选基因鉴定
进一步机制研究发现，BnNLA1可识别R2R3-MYB转录因子BnC07MYB3a，并介导其K164位点泛素化修饰，促进其通过26S蛋白酶体途径降解。BnC07MYB3a作为类黄酮代谢负调控因子，能够直接结合 BnTT6 和BnBAN等关键基因启动子并抑制其表达。BnNLA1功能缺失后，BnC07MYB3a蛋白稳定性增强，进而抑制类黄酮代谢相关基因表达，减少原花青素积累，最终形成浅色种皮。该研究提出了BnNLA1-BnC07MYB3a-BnTT6/BnBAN调控模块，突破了以往主要从类黄酮代谢结构基因和转录因子表达层面解释油菜种皮颜色形成的传统认识，揭示了“E3泛素连接酶-转录抑制因子-类黄酮代谢结构基因”这一新的调控路径。研究不仅拓展了植物种皮色泽形成的理论框架，也为黄色种皮油菜分子设计育种提供了新的基因资源和调控靶点。
图2 BnNLA1参与调控油菜种皮颜色的分子调控模型
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