近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所花卉種苗課題組在解析彎刺薔薇金色葉形成的分子機(jī)制方面取得階段性進(jìn)展。相關(guān)內(nèi)容以“ Comparative Transcriptome Profiling Analysis Reveals the Adaptive Molecular Mechanism of Yellow-Green Leaf in Rosa beggeriana ‘Aurea’”為題發(fā)表于《植物科學(xué)前沿雜志》。

      葉色變異在自然界中是比較常見(jiàn)的突變現(xiàn)象，葉色突變的種類(lèi)很多，為園林綠化增添色彩。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所花卉種苗課題組通過(guò)輻射誘變得到的突變體，是薔薇屬植物中第一個(gè)可穩(wěn)定遺傳的黃色葉突變體，具有極強(qiáng)的觀賞價(jià)值，但其突變的分子機(jī)理尚不清楚。

圖1 金色葉彎刺薔薇和綠色葉彎刺薔薇（上），金色葉形成的分子機(jī)制概況（下）

      近期，花卉種苗課題組研究人員通過(guò)轉(zhuǎn)錄組比較分析，結(jié)合細(xì)胞學(xué)顯微觀察、葉綠素含量測(cè)定等方面，初步解析了薔薇屬植物金色葉形成原因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉綠體合成、葉綠素合成、類(lèi)胡蘿卜素合成途徑相關(guān)基因在金葉薔薇突變體中均下調(diào)表達(dá)，導(dǎo)致突變體中葉綠體結(jié)構(gòu)發(fā)育受阻，葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的含量降低，色素比例不平衡，導(dǎo)致葉片呈現(xiàn)出黃色。此外，金葉薔薇的光保護(hù)機(jī)制削弱，葉黃素循環(huán)相關(guān)基因下調(diào)表達(dá)，但金葉薔薇進(jìn)化出特殊的抗氧化機(jī)制適應(yīng)自然環(huán)境中強(qiáng)光條件下特有的生存策略。該研究為木本植物金色葉性狀的形成機(jī)理提供參考，為分子標(biāo)記輔助育種提供參考。

圖2 金色葉形成的分子機(jī)理

      本研究以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為第一完成單位和通訊單位。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所碩士生甘穎和助理研究員寇亞平為共同第一作者，葛紅研究員和楊樹(shù)華研究員為通訊作者。研究得到了十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。

原文鏈接 https://doi.org/10.3389/fpls.2022.845662