(資料圖片僅供參考)

近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所百合課題組在百合花青素苷生物合成調(diào)控方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究?jī)?nèi)容在線發(fā)表于《園藝研究》（Horticulture Research）上。

百合擁有“球根花卉之王”的美譽(yù)，因花色豐富受到消費(fèi)者的青睞。花青素苷是百合粉紅色、紫色等花色類型的主要呈色物質(zhì)——作為類黃酮物質(zhì)，賦予植物營(yíng)養(yǎng)組織和生殖器官豐富的顏色，并保護(hù)植物免受環(huán)境脅迫下產(chǎn)生的活性氧的影響。

花青素苷在空間和時(shí)間離散的積累導(dǎo)致百合花被片不同色素沉著模式的形成，這是由于空間調(diào)控的基因表達(dá)而產(chǎn)生的結(jié)果。在亞洲百合探戈系列中，花青素苷的特異性積累導(dǎo)致花被片基部產(chǎn)生飛濺型斑點(diǎn)因而形成雙色，其具體成色機(jī)理尚不清楚。

?

亞洲百合探戈系列（第一排左一為‘Tiny Padhye’）。中國(guó)農(nóng)科院供圖

該研究通過(guò)前期亞洲百合探戈系列‘Tiny Padhye’的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)篩選到一個(gè)WRKY家族差異表達(dá)基因LhWRKY44。研究發(fā)現(xiàn)，該基因的表達(dá)趨勢(shì)與花青素苷的積累趨勢(shì)一致，并參與百合花青素苷合成的正向調(diào)控。進(jìn)一步研究揭示了該基因促進(jìn)花青素苷積累的雙重調(diào)控機(jī)制。

花青素苷在脅迫條件下通過(guò)為光合細(xì)胞提供光吸收屏障和清除活性氧發(fā)揮保護(hù)作用，其在植物營(yíng)養(yǎng)組織中的積累受到內(nèi)部因素和外部環(huán)境因素的影響，如光、溫度、激素、糖等。因此，植物需要復(fù)雜的調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)確保花青素苷色素沉著的程度適合于無(wú)數(shù)的發(fā)育和環(huán)境信號(hào)。

該研究發(fā)現(xiàn)，LhWRKY44的啟動(dòng)子上存在大量的非生物脅迫響應(yīng)元件，其表達(dá)受到干旱脅迫處理的誘導(dǎo)。此外，LhWRKY44可能參與發(fā)育信號(hào)的調(diào)控。

研究結(jié)果豐富了亞洲百合花青素苷合成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為百合花色分子育種提供了理論基礎(chǔ)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所在讀博士生畢蒙蒙為該論文第一作者，研究員明軍和副研究員徐雷鋒為共同通訊作者。該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

關(guān)鍵詞：