《Plant Physiology and Biochemistry》：VviAHA10, a Tonoplast P3A-type ATPase from
Vitis vinifera, reveals a functional link between Vacuolar Flavonoid Accumulation and Abiotic Stress Responses.
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葡萄果皮中VviAHA10质子泵的功能解析表明其通过维持 vacuolar pH 实现花青素/单宁的主动运输，异源表达在烟草和拟南芥中分别增强 vacuolar acidification 和恢复缺磷/盐胁迫下的花青素积累，结构进化分析支持其作为 P3A 型 vacuolar proton pump 的保守特性。
José Madrid-Espinoza|Ricardo Pérez-Díaz|Damián Cifuentes|Maybeling Junco|Fabián Soto|Lorena Norambuena|Simón Ruiz-Lara
智利塔尔卡大学（Talca, Chile）生物科学研究所功能基因组学实验室
摘要
在葡萄（Vitis vinifera）中，类黄酮（如花青素和单宁）在液泡中的积累对葡萄酒的感官特性（包括颜色、香气和收敛性）至关重要。这一过程依赖于质子泵，它们能够产生电化学梯度，从而实现类黄酮向液泡的主动运输。在这项研究中，我们对VviAHA10进行了功能分析，这是一种在葡萄成熟期及成熟后期在果皮中高度表达的P3A型H?-ATP酶。系统发育、结构和基序分析表明它属于保守的液泡质子泵。在烟草中的异源表达实验表明，VviAHA10足以促进液泡中类黄酮的积累；而在Arabidopsis thaliana中，VviAHA10纠正了tt13-6突变体的花青素和原花青素积累缺陷。VviAHA10的表达还在完全缺乏磷酸盐、盐胁迫以及复合胁迫条件下恢复了液泡的pH平衡及根系生长，使花青素的积累水平与野生型相当。通过对根系液泡pH的共聚焦成像进一步发现，VviAHA10在胁迫条件下增强了液泡的酸化能力。综上所述，我们的研究结果表明，VviAHA10在异源植物系统中具有调节类黄酮积累和与胁迫相关的细胞过程的能力。这些结果凸显了VviAHA10作为改善葡萄品质和适应环境变化的有潜力分子靶点的潜力。
部分内容摘录
背景
类黄酮在植物生理中起着重要作用，它们是抵御生物和非生物胁迫的关键分子，参与生长和发育的调控，并在授粉及抵御食草动物和病原体等生态相互作用中发挥作用（Petrussa等人，2013年）。其生物合成过程中的改变或缺陷会增加植物对环境因素（包括UV-B辐射、干旱和盐度）引起的氧化损伤的敏感性。
VviAHA10的系统发育和结构保守性
基于隐马尔可夫模型（HMM）检索的同源序列进行的系统发育分析显示，VviAHA10归属于与液泡酸化相关的P型ATP酶亚群III（图1A）。该亚群包括来自P. hybrida的PhPH5、来自A. thaliana的AtAHA10以及来自O. sativa的OsAHA9。这一分支具有较高的自举值，表明这些液泡ATP酶在进化上具有高度保守性，这与典型的质膜相关PMA酶不同。讨论
在这项研究中，我们对V. vinifera中的P3A型H?-ATP酶VviAHA10进行了功能分析，发现它是参与类黄酮积累的液泡机制的关键组成部分。通过异源植物系统的实验表明，VviAHA10足以增强质膜两侧的电化学梯度，这是Arabidopsis中观察到的类黄酮和原花青素主动液泡运输的先决条件。已知这些化合物对葡萄酒的感官特性有重要影响。
资助
本研究由智利国家科学研究所（ANID）通过“千禧年超级适应性植物开发计划（MN-SAP）”和项目编号FONDECYT N° 1211180资助。
CRediT作者贡献声明
José Madrid-Espinoza：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法学设计、实验设计、数据分析、概念化。Ricardo Pérez-Díaz：数据可视化、方法学设计、实验设计、数据分析、概念化。Damián Cifuentes：实验设计。Lorena Norambuena：撰写 – 审稿与编辑。Simón Ruiz-Lara：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、资源协调、方法学设计、资金申请、概念化。Maybeling Junco：
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。
