Anthocyanins are antioxidant pigments widely used in drugs and food preparations. Flesh-coloured tubers of the cultivated potato Solanum tuberosum are important sources of different anthocyanins. Due to the high degree of decoration achieved by acylation, anthocyanins from potato are very stable and suitable for the food processing industry. The use of cell culture allows to extract anthocyanins on-demand, avoiding seasonality and consequences associated with land-based-tuber production. However, a well-known limit of cell culture is the metabolic instability and loss of anthocyanin production during successive subcultures. To get a general picture of mechanisms responsible for this instability, we explored both genetic and epigenetic regulation that may affect anthocyanin production in cell culture. We selected two clonally related populations of anthocyanin-producing (purple) and non-producing (white) potato cells. Through targeted molecular investigations, we identified and functionally characterized an R3-MYB, here named StMYBATV. This transcription factor can interact with bHLHs belonging to the MBW (R2R3-MYB, bHLH and WD40) anthocyanin activator complex and, potentially, may interfere with its formation. Genome methylation analysis revealed that, for several genomic loci, anthocyanin-producing cells were more methylated than clonally related white cells. In particular, we localized some methylation events in ribosomal protein-coding genes. Overall, our study explores novel molecular aspects associated with loss of anthocyanins in cell culture systems.

中文翻译：

---

影响马铃薯细胞培养中花青素生物合成的遗传和表观遗传动力学

花青素是一种抗氧化色素，广泛用于药物和食品制剂。栽培马铃薯的肉色块茎是不同花青素的重要来源。由于酰化实现了高度修饰，马铃薯花青素非常稳定，适用于食品加工业。使用细胞培养可以按需提取花青素，避免季节性和与陆基块茎生产相关的后果。然而，细胞培养的一个众所周知的限制是代谢不稳定性和连续继代培养过程中花青素产量的损失。为了全面了解导致这种不稳定性的机制，我们探索了可能影响细胞培养中花青素生成的遗传和表观遗传调控。我们选择了两个克隆相关的花青素生产（紫色）和非生产（白色）马铃薯细胞群。通过有针对性的分子研究，我们鉴定并在功能上表征了 R3-MYB，此处命名为 StMYBATV。这种转录因子可以与属于 MBW（R2R3-MYB、bHLH 和 WD40）花青素激活剂复合物的 bHLH 相互作用，并可能干扰其形成。基因组甲基化分析显示，对于几个基因组位点，产生花青素的细胞比克隆相关的白细胞甲基化程度更高。特别是，我们在核糖体蛋白质编码基因中定位了一些甲基化事件。总的来说，我们的研究探索了与细胞培养系统中花青素损失相关的新分子方面。通过有针对性的分子研究，我们鉴定并在功能上表征了 R3-MYB，此处命名为 StMYBATV。这种转录因子可以与属于 MBW（R2R3-MYB、bHLH 和 WD40）花青素激活剂复合物的 bHLH 相互作用，并可能干扰其形成。基因组甲基化分析显示，对于几个基因组位点，产生花青素的细胞比克隆相关的白细胞甲基化程度更高。特别是，我们在核糖体蛋白质编码基因中定位了一些甲基化事件。总的来说，我们的研究探索了与细胞培养系统中花青素损失相关的新分子方面。通过有针对性的分子研究，我们鉴定并在功能上表征了 R3-MYB，此处命名为 StMYBATV。这种转录因子可以与属于 MBW（R2R3-MYB、bHLH 和 WD40）花青素激活剂复合物的 bHLH 相互作用，并可能干扰其形成。基因组甲基化分析显示，对于几个基因组位点，产生花青素的细胞比克隆相关的白细胞甲基化程度更高。特别是，我们在核糖体蛋白质编码基因中定位了一些甲基化事件。总的来说，我们的研究探索了与细胞培养系统中花青素损失相关的新分子方面。bHLH 和 WD40) 花青素激活剂复合物，并可能干扰其形成。基因组甲基化分析显示，对于几个基因组位点，产生花青素的细胞比克隆相关的白细胞甲基化程度更高。特别是，我们在核糖体蛋白质编码基因中定位了一些甲基化事件。总的来说，我们的研究探索了与细胞培养系统中花青素损失相关的新分子方面。bHLH 和 WD40) 花青素激活剂复合物，并可能干扰其形成。基因组甲基化分析显示，对于几个基因组位点，产生花青素的细胞比克隆相关的白细胞甲基化程度更高。特别是，我们在核糖体蛋白质编码基因中定位了一些甲基化事件。总的来说，我们的研究探索了与细胞培养系统中花青素损失相关的新分子方面。