The Crop Journal | 西南大学揭示甘蓝型油菜种皮花青素和原花青素调控分子机制

油菜是我国重要的油料作物之一，也是食用植物油和饲用蛋白的重要来源。然而种子中富含的色素与多酚物质不仅参与非营养物质的积累，而且直接影响种皮发育过程中色泽的变化，严重影响了菜籽油的品质和饼粕饲用价值。研究表明黄籽甘蓝型油菜具有种皮薄、含油量高、榨取的油质清澈，原油中色素含量少等一系列优点。因此，黄籽性状是油菜品质改良的重要目标之一。在拟南芥中，由于编码类黄酮生物合成的一些酶或蛋白质基因的突变引起体内类黄酮物质的积累量或终产物的合成发生变化，从而导致拟南芥种皮颜色不同程度的变异。在甘蓝型油菜中，种皮色素差异的黄酮类物质及其衍生物等可以通过类黄酮途径的多个分支形成，并且涉及多个基因参与调控，但具体的调控机制尚不清楚。

近日，西南大学油菜分子生物学研究团队李加纳教授/曲存民课题在The Crop Journal在线发表了题为“BnbHLH92a negatively regulates anthocyanin and proanthocyanidin biosynthesis in Brassica napus”的研究论文，确认了甘蓝型油菜BnbHLH92a (BnaA06T0441000ZS)负向调控种皮花青素和原花色素积累，并提出了可能的调控模型。

研究者系统分析了BnbHLH92a的表达特征。该基因主要在果柄及种脐部表达（图1）。在拟南芥和油菜中超量表达BnbHLH92a，发现种皮中花青素和原花色素含量显著降低（图2），类黄酮代谢途径基因显著下调表达（图3）。进一步利用酵母双杂、亚细胞定位、双分子荧光和ChIP等实验证明，BnbHLH92a负向调控花青素和原花色素合成，并初步提出了一个BnbHLH92a可能的工作模型，即甘蓝型油菜BnbHLH92a一方面通过结合到TT18基因的启动子区域调控该基因的表达，另一方面可与TTG1互作进而参与到调控甘蓝型油菜类黄酮代谢过程（图4）。研究结果为深入解析甘蓝型油菜粒色差异形成的分子调控机制奠定了基础。

作者和基金项目

西南大学胡冉、朱美晨和陈思为该文共同第一作者，李加纳教授和曲存民教授为共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32072093和31830067）、国家现代农业产业技术体系建设专项、重庆市农业农村委项目（cqnyncw-kqlhtxm）、大学生创新创业训练项目（S202010635197）和“111”项目（B12006）资助。西南大学油菜教师团队重要研究方向之一是围绕油菜黄籽性状展开系统研究，在油菜粒色遗传机制解析、种子形态发育、类黄酮次生代谢产物鉴定和材料创制等研究方面取得了多个创新性研究成果，在Nature Communications、Nucleic Acids Research、The Crop Journal、Theoretical and Applied Genetics等学术期刊上发表甘蓝型油菜黄籽基因位点、木质素、色素成分QTL和重要代谢途径相关基因鉴定等方面的研究成果，确立了甘蓝型黄籽油菜基础研究与生产应用在国际上的领先地位。

本文转载自The Crop Journal

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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