近年來(lái)，隨著各地油菜花節(jié)的召開(kāi)，油菜花的觀賞價(jià)值越來(lái)越受到育種工作者的重視。國(guó)內(nèi)各育種單位陸續(xù)選育出粉紅、玫紅、杏紅、深紅等花色的新品種，但這些紅色系花色的形成機(jī)制并不清楚。繼成功解析了甘藍(lán)型油菜白花（New Phytologist, 206:1513-1526）和橙花（The Plant Journal, 104:932-949）花色形成的分子機(jī)理之后，近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜遺傳育種團(tuán)隊(duì)在Journal of Experimental Botany在線(xiàn)發(fā)表了題為“Genetic and Multi-omics Analysis Reveal BnaA07.PAP2In-184-317 as the Key Gene Conferring Anthocyanin-based Color in Brassica napus Flowers”的研究論文，揭示了油菜紅色系花色形成的分子機(jī)理。

 

　　該研究以浙江農(nóng)科院選育的杏紅花品系為材料創(chuàng)制了粉紅花材料，明晰了各種甘藍(lán)型油菜花色，包括白、黃、杏紅、粉紅之間的顯隱性關(guān)系。不同花色花瓣代謝組分析表明，杏紅花色是由黃色的葉黃素和紅色的花青素積累形成，而粉紅花色由無(wú)色的胡蘿卜素和紅色花青素積累形成。花青素中矢車(chē)菊素-3-O-葡萄糖苷的含量是導(dǎo)致花瓣中紅色素積累的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)錄組分析表明，與黃或白花相比，杏紅和粉紅花中花青素合成路徑的結(jié)構(gòu)基因和3個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子基因BnaMYBL2, BnaA07.PAP2和 BnaTT8均急劇上調(diào)表達(dá)?；贐SA-seq和RNA-seq結(jié)果，圖位克隆了紅色系花色形成的關(guān)鍵基因BnaA07.PAP2。BnaA07.PAP2在黃或白花中幾乎不表達(dá)，而在杏紅或粉紅花中高表達(dá)。轉(zhuǎn)基因結(jié)果表明，BnaA07.PAP2啟動(dòng)子區(qū)域的兩個(gè)片段插入是導(dǎo)致該基因表達(dá)被激活的原因，BnaA07.PAP2的表達(dá)又激活了整個(gè)花青素路徑基因的表達(dá)，促進(jìn)紅色花青素在花瓣中的積累，最終導(dǎo)致甘藍(lán)型油菜紅色系花色的形成。此外，通過(guò)對(duì)不同花色的甘藍(lán)型油菜進(jìn)行雜交和選育，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了不同深淺程度的紅色系花色材料。

 

　　該研究成果還得到了本領(lǐng)域國(guó)際著名學(xué)者、英國(guó)利物浦大學(xué)Diarmuid S. ?'Maoiléidigh教授為該文撰寫(xiě)的特別評(píng)論“Cis-regulatory variation expands the colour palette of the Brassicaceae”，進(jìn)一步解讀了該研究的重要意義，高度評(píng)價(jià)了其研究成果。

 

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士研究生葉沈華為論文第一作者，油菜遺傳育種團(tuán)隊(duì)文靜副教授為通訊作者，現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家、浙江省農(nóng)業(yè)科院華水金博士，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)傅廷棟、沈金雄、涂金星、馬朝芝、易斌、趙侖等多位教授參與了該研究。

 

　　論文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac312/6647029#