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园林学院科研团队揭示蓝色瓜叶菊中聚酰化花青素合成的分子调控机制

园林学院黄河教授、戴思兰教授团队科研成果以“Polyacylated Delphinidin Biosynthesis Catalysed by PhF3′5′H-PhBGLU12-PhSCPL2 Determines the Blue Pigmentation in Cineraria (Pericallis hybrida)”为题在线发表于Plant Biotechnology Journal杂志。



蓝色花在被子植物中极为稀缺,其呈色通常依赖于结构高度修饰的聚酰化花青素。蓝色瓜叶菊中的主要呈色物质为一种罕见飞燕草素苷,其3′和7位同时存在聚酰化修饰,因此被视为研究蓝花形成的理想模型。研究团队前期工作表明,PhF3′5′H-PhBGLU12-PhSCPL2参与飞燕草素苷关键位点的重要修饰过程,并明确了PhWRKY44-PhMYB6转录调控模块针对聚酰化飞燕草素苷的精细调控机制。


PhBGLU12和PhSCPL2是影响飞燕草素苷7和3'位聚酰化修饰的关键酶


团队研究结果表示,聚酰化飞燕草素苷决定瓜叶菊呈现纯正且稳定的蓝色,PhF3'5'H、PhBGLU12、PhSCPL2是关键的分支基因与多聚酰化修饰基因,PhF3'5'H和PhBGLU12的共表达能够在粉色瓜叶菊中重建聚酰化飞燕草素苷,PhWRKY44-PhMYB6间的相互调节放大了对花青素积累的促进作用。


PhMYB6同时激活PhF3′5′H和PhBGLU12的转录,调节聚酰化飞燕草素苷的积累



PhWRKY44和PhMYB6之间的相互调节促进了蓝色瓜叶菊花青素的积累


研究系统阐明了PhF3′5′H-PhBGLU12-PhSCPL2通过糖基化和酰基化修饰,共同催化复杂聚酰化飞燕草素苷的生物合成途径,并揭示了PhWRKY44-PhMYB6正反馈环路通过调控该途径,驱动瓜叶菊纯正亮蓝色花形成的分子机制。该研究为高等植物蓝色花呈色及分子育种提供了理论基础和基因资源。


PhWRKY44-PhMYB6促进蓝色瓜叶菊中聚酰化飞燕草苷积累的模型


园林学院黄河教授和戴思兰教授为该论文的通讯作者,园林学院毕业博士研究生崔宇萌为论文第一作者。该研究得到了中央高校基本科研业务费专项资金(QNTD202503)和国家自然科学基金项目(32071826)的资助。


论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70330



作者:黄河;审稿:庞瑀锡      |     编辑:宋和; 审核:杨金融