華南農業大學園藝學院教授余義勛團隊在國家自然科學基金項目的資助下，在矮牽牛花色形成研究方面取得新進展。近日，相關成果在線發表《園藝研究》（Horticulture Research）。
（A-H）從左到右依次為：對照、單獨沉默PhENO1、PhPPT、PhPPDK、共同沉默PhENO1/PhPPDK、PhPPT/PhPPDK、PhENO1/PhPPT和三重沉默PhENO1/PhPPT/PhPPDK。研究團隊供圖
花青素是植物界中重要的天然色素，不僅使得花朵擁有了絢麗多彩的色澤，也加強了植物抵抗逆境的能力。植物細胞質體中磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）是花青素合成的關鍵前體物質，為其合成提供分子骨架。質體中PEP可能有三種來源途徑：PPT蛋白介導的細胞質輸入途徑、質體內ENO酶或PPDK酶催化合成途徑，但具體哪條路徑主導花青素合成尚不可知。
該研究發現，單獨沉默矮牽牛PhENO1、PhPPT或PhPPDK或者是共同沉默PhENO1和PhPPDK或PhPPT和PhPPDK均未引起矮牽牛的表型發生變化。僅當PhENO1與PhPPT共同沉默時，矮牽牛花色顯著變淺，花青素含量顯著下降，PEP水平顯著下降了52%，莽草酸、類黃酮、芳香族氨基酸等代謝物同步下降，但花青素合成相關的關鍵基因表達量未受影響。
該研究還發現三重沉默PhENO1/PhPPT/PhPPDK的植株表型與共同沉默PhENO1和PhPPT表型一致。另基于熒光蛋白標記實驗顯示PhENO1與PhPPT蛋白分別定位于質體基質和膜系統，從而最終確定質體中PEP主要來源于質體內部ENO1催化生成和PPT介導的跨膜運輸，而并非是PhPPDK催化生成。
該研究結果為花色分子育種提供了新路徑。
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf040
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