title: The phenylpropanoid pathway is controlled at different branches by a set of R2R3-MYB C2 repressors in grapevine.
abstract: Because of the vast range of functions that phenylpropanoids possess, their synthesis requires precise spatiotemporal coordination throughout plant development and in response to the environment. The accumulation of these secondary metabolites is transcriptionally controlled by positive and negative regulators from the MYB and basic helix-loop-helix protein families. We characterized four grapevine (Vitis vinifera) R2R3-MYB proteins from the C2 repressor motif clade, all of which harbor the ethylene response factor-associated amphiphilic repression domain but differ in the presence of an additional TLLLFR repression motif found in the strong flavonoid repressor Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) AtMYBL2. Constitutive expression of VvMYB4a and VvMYB4b in petunia (Petunia hybrida) repressed general phenylpropanoid biosynthetic genes and selectively reduced the amount of small-weight phenolic compounds. Conversely, transgenic petunia lines expressing VvMYBC2-L1 and VvMYBC2-L3 showed a severe reduction in petal anthocyanins and seed proanthocyanidins together with a higher pH of crude petal extracts. The distinct function of these regulators was further confirmed by transient expression in tobacco (Nicotiana benthamiana) leaves and grapevine plantlets. Finally, VvMYBC2-L3 was ectopically expressed in grapevine hairy roots, showing a reduction in proanthocyanidin content together with the down-regulation of structural and regulatory genes of the flavonoid pathway as revealed by a transcriptomic analysis. The physiological role of these repressors was inferred by combining the results of the functional analyses and their expression patterns in grapevine during development and in response to ultraviolet B radiation. Our results indicate that VvMYB4a and VvMYB4b may play a key role in negatively regulating the synthesis of small-weight phenolic compounds, whereas VvMYBC2-L1 and VvMYBC2-L3 may additionally fine tune flavonoid levels, balancing the inductive effects of transcriptional activators.
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Erika
authors: E
authors: Cavallini
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: José Tomás
authors: JT
authors: Matus
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Laura
authors: L
authors: Finezzo
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Sara
authors: S
authors: Zenoni
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Rodrigo
authors: R
authors: Loyola
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Flavia
authors: F
authors: Guzzo
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Rudolf
authors: R
authors: Schlechter
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Agnès
authors: A
authors: Ageorges
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.).
authors: Patricio
authors: P
authors: Arce-Johnson
authors: Department of Biotechnology, University of Verona, 15-37134 Verona, Italy (E.C., L.F., S.Z., F.G., G.B.T.);Center for Research in Agricultural Genomics-Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries-Universitat Autònoma de Barcelona-Universitat de Barcelona, 08193 Bellaterra, Barcelona, Spain (J.T.M.);Departamento de Fruticultura y Enología, Facultad de Agronomía e Ingeniería Forestal, Pontificia Universidad Católica de Chile, 6904411 Santiago, Chile (R.L.); Departamento de Genética Molecular y Microbiología, Facultad de Ciencias Biológica, Pontificia Universidad Católica de Chile, 8331150 Santiago, Chile (R.L., R.S., P.A.-J.); andInstitut National de la Recherche Agronomique, Unité Mixte de Recherche 1083 Sciences pour l'Oenologie, F-34060 Montpellier, France (A.A.) giovannibattista.tornielli@univr.it.
authors: Giovanni Battista
authors: http://orcid.org/0000-0001-5027-0269
authors: GB
authors: Tornielli
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