近日，北京农学院胡增辉教授团队在紫丁香花瓣褪色分子机制方面取得新进展，相关成果发表在园艺领域知名期刊Horticulture Research。

花色对于花卉不仅具有重要的生理生态功能，同时也是重要的观赏性状，是影响花卉观赏和经济价值的关键因素。紫丁香为木犀科丁香属花灌木，是世界著名的庭院观赏树种之一，雅致的紫色花瓣是其最突出的特征。随着紫丁香花的发育，紫色逐渐变浅，出现褪色现象。前期的多组学联合分析表明，这种褪色过程是由于花青素含量的降低所致，涉及花青素的合成调控，但其中的机制尚不明晰，团队进一步探究紫丁香花青素合成减少的分子调控机制，对于理解植物花瓣褪色的原因和机理具有重要意义。

UDP-葡萄糖：类黄酮3-O-葡萄糖转移酶（UFGT）在花青素的稳定形成中发挥着关键作用。本研究首先在多组学联合分析的基础上，筛选出了与花青素合成密切相关的SoUFGT1，将其在紫丁香叶片和花瓣中瞬时过表达可导致出现显著的花青素积累表型（叶片由绿变红，花瓣颜色变深），而在花瓣中沉默该基因，花色变浅，表明SoUFGT1介导了花青素的合成。

图1 SoUFGT1介导紫丁香花青素合成

研究团队进一步探究其中的分子调控机制，基于基因共表达网络及转录组数据分析，筛选到三个与SoUFGT1表达密切相关的转录因子，SoMYB44、SobHLH130和SoNAC72，分别在紫丁香叶片、花瓣和愈伤组织中进行功能验证，均证明三个转录因子正调控花青素的合成。最后，通过Y1H和Dual-LUC实验发现，SoMYB44能直接激活SoUFGT1的表达，促进花青素的积累，而SoNAC72则结合SoMYB44基因的启动子，激活其表达；利用Y2H和BiFC实验明确了SobHLH130与SoMYB44存在互作关系，形成了SoNAC72-SoMYB44/SobHLH130模块通过SoUFGT1基因调控花青素合成的信号途径。

研究发现，随着紫丁香花发育，SoNAC72与SobHLH130基因的表达量下降，引起SoMYB44基因转录本的减少，进而削弱了对SoUFGT1的转录调控能力，导致花青素含量降低，紫丁香花瓣呈现褪色现象。这一研究不仅初步揭示了紫丁香花瓣褪色的调控机制，也为其花色分子育种提供了依据。

图2 SoNAC72-SoMYB44/SobHLH130调控紫丁香花瓣褪色模式图

北京农学院园林学院硕士研究生汪进萱和已毕业硕士研究生王鑫为该论文的共同第一作者，胡增辉教授和吴静副教授为论文的通讯作者，博士生马波参与了此项研究，冷平生教授对研究进行了指导。该项目得到国家重点研发计划项目、北京市教委—基金委重点项目的资助，北京农学院田佶教授团队给予本研究大力支持。

文章链接：https://doi.org/10.10‍93‍/h‍r/uhae326