菊花是我國的傳統(tǒng)名花，兼具觀賞、食用、茶用、藥用等多用途。食用、茶用和藥用菊花常被稱作功能菊花。我國的功能菊花資源豐富，藥食兩用價值具有廣闊的開發(fā)潛力。菊花中含有大量的具有保健功能的生物活性化合物，尤其是黃酮類化合物。研究表明黃酮的苷元形式具有更高的抗氧化性和更好的生物活性。因此，提高黃酮苷元的含量可以顯著改進功能菊花的品質。

 

　　草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所黃叢林團隊聯(lián)合中國農業(yè)大學園藝學院馬超團隊在Plant Biotechnology Journal（中科院1區(qū)top,五年影響因子11.6）發(fā)表了題為“Identification and knockout of rhamnose synthase CiRHM1 enhances accumulation of flavone aglycones in chrysanthemum flower”的研究論文，發(fā)現(xiàn)菊花中鼠李糖合成酶基因CiRHM1是調節(jié)菊花黃酮苷元含量的關鍵基因；通過CRISPR/Cas9基因編輯技術敲除該基因創(chuàng)制出具有增強黃酮苷元含量的功能菊花新種質。

 

　　該研究在對我國野菊種質資源進行了系統(tǒng)評價的基礎上，通過基因組測序和生物信息學分析，在野菊基因組2號染色體上定位到一個與黃酮苷元芹菜素含量高度關聯(lián)的SNP位點，并利用該位點定位到一個與糖合成相關的基因簇TPS1-RHM1。不同野菊生態(tài)型中的轉錄組分析表明CiRHM1的表達與芹菜素含量呈負相關。在野菊中敲除CiRHM1基因促進了芹菜素（apigenin）、木犀草素（luteolin）、去甲漢黃芩素（norwogonin）、香葉木素（diosmetin）和高車前素（hispidulin）等黃酮苷元的合成。此外，芹菜素7-葡萄糖苷（apigenin 7-glucoside）、木犀草苷（luteolin 7-glucoside）、染料木苷（genistein 7-glucoside）和漢黃芩苷（wogonin 7-O-glucuronide）等黃酮葡萄糖苷在CiRHM1敲除野菊中的含量也得到顯著的提升。

 

　　該研究首次發(fā)現(xiàn)了菊花鼠李糖合成酶CiRHM1在黃酮類化合物合成中的重要作用，并創(chuàng)制了具有增強黃酮苷元含量的功能菊花新種質。研究結果為進一步探索菊花黃酮類物質的代謝調控機制及其在藥用植物中的應用提供了新的思路。