JXB | 油菜花儿为什么这样红？华中农业大学油菜遗传育种团队揭示油菜红色系花色形成的分子机理
2022/8/9 11:04:45 阅读：164 发布者：
继成功解析了甘蓝型油菜白花（New Phytologist, 206:1513-1526）和橙花（The Plant Journal, 104:932-949）花色形成的分子机理之后，近日,华中农业大学油菜遗传育种团队在Journal of Experimental Botany在线发表了题为“Genetic and Multi-omics Analysis Reveal BnaA07.PAP2In-184-317 as the Key Gene Conferring Anthocyanin-based Color in Brassica napus Flowers”的研究论文，揭示了油菜红色系花色形成的分子机理。
该研究以浙江农科院选育的杏红花品系为材料创制了粉红花材料，明晰了各种甘蓝型油菜花色，包括白、黄、杏红、粉红之间的显隐性关系。不同花色花瓣代谢组分析表明，杏红花色是由黄色的叶黄素和红色的花青素积累形成，而粉红花色由无色的胡萝卜素和红色花青素积累形成。花青素中矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的含量是导致花瓣中红色素积累的关键。
转录组分析表明，与黄或白花相比，杏红和粉红花中花青素合成路径的结构基因和3个关键转录因子基因BnaMYBL2, BnaA07.PAP2和 BnaTT8均急剧上调表达。基于BSA-seq和RNA-seq结果，图位克隆了红色系花色形成的关键基因BnaA07.PAP2。BnaA07.PAP2在黄或白花中几乎不表达，而在杏红或粉红花中高表达。
转基因结果表明，BnaA07.PAP2启动子区域的两个片段插入是导致该基因表达被激活的原因，BnaA07.PAP2的表达又激活了整个花青素路径基因的表达，促进红色花青素在花瓣中的积累，最终导致甘蓝型油菜红色系花色的形成。此外，通过对不同花色的甘蓝型油菜进行杂交和选育，该团队创制了不同深浅程度的红色系花色材料。
该研究成果还得到了本领域国际著名学者、英国利物浦大学Diarmuid S. Ó’Maoiléidigh教授为该文撰写的特别评论“Cis-regulatory variation expands the colour palette of the Brassicaceae”，进一步解读了该研究的重要意义，高度评价了其研究成果。
华中农业大学植物科学技术学院博士研究生叶沈华为论文第一作者，油菜遗传育种团队文静副教授为通讯作者，现代产业技术体系岗位科学家、浙江省农业科院华水金博士，华中农业大学傅廷栋、沈金雄、涂金星、马朝芝、易斌、赵仑等多位教授参与了该研究。
论文链接：
https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac312/6647029#
转自：植物生物技术Pbj
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