マスカジンブドウの劣性突然変異は、アントシアニン経路に影響を与えることなくベリーの色の損失を引き起こします

フラボノイドの主要なクラスであるアントシアニンは、ブドウの果実の重要な顔料です。色の喪失の根底にある遺伝的原因の最近の発見にもかかわらず、メタボロミックおよび分子反応は不明です。アントシアニンの多様なベリーカラーマスカジンの間でのアントシアニンの定量化は、すべての遺伝子型がベリーの色に関係なく、適切なアントシアニン量を生成できることを示唆しています。対照的な色のマスカジン遺伝子型のトランスクリプトームプロファイリングは、アントシアニン輸送および/または分解メカニズム内で発生する潜在的な欠陥を提案し、非壊れたベリーを引き起こす可能性があります。ゲノムワイドの関連研究では、アントシアニン輸送に関与するグルタチオンS-トランスフェラーゼをコードするいくつかの遺伝子を含む染色体-4の領域を強調しました。遺伝子型間の配列比較により、保存されたアミノ酸残基Pro171からLEUを置換することによって異なる2つのGST4B対立遺伝子の存在が明らかになります。分子動力学シミュレーションは、GST4B2-LEU171がH結合部位内の修飾により不活性タンパク質をエンコードすることを示しています。集団のジェノタイピングは、GST4B2/2ホモ接合体による未統合の特性の劣性遺伝性を示唆しています。変異刺激に対する無色のムスカジンの反応を定義するモデルは、細胞質内の閉じ込められたアントシアニンの影響を避けます。

Anthocyanins, a major class of flavonoids, are important pigments of grape berries. Despite the recent discovery of the genetic cause underlying the loss of color, the metabolomic and molecular responses are unknown. Anthocyanin quantification among diverse berry color muscadines suggests that all genotypes could produce adequate anthocyanin quantities, irrespective of berry color. Transcriptome profiling of contrasting color muscadine genotypes proposes a potential deficiency that occurs within the anthocyanin transport and/or degradation mechanisms and might cause unpigmented berries. Genome-wide association studies highlighted a region on chromosome-4, comprising several genes encoding glutathione S-transferases involved in anthocyanin transport. Sequence comparison among genotypes reveals the presence of two GST4b alleles that differ by substituting the conserved amino acid residue Pro171-to-Leu. Molecular dynamics simulations demonstrate that GST4b2-Leu171 encodes an inactive protein due to modifications within the H-binding site. Population genotyping suggests the recessive inheritance of the unpigmented trait with a GST4b2/2 homozygous. A model defining colorless muscadines' response to the mutation stimulus, avoiding the impact of trapped anthocyanins within the cytoplasm is established.