所（园）在揭示特色小浆果果实呈色机理研究方面取得重要进展
近期，果树研究中心黑莓研究与利用项目组在特色小浆果果实着色呈色机理、花青素合成调控与潜在机制研究方面取得重要进展。相关成果以“Integrated transcriptomics and metabolomics analysis unveil flavonoid and anthocyanin metabolism in pink and blue blueberry cultivars” 、“Research progress in understanding the biosynthesis and regulation of plant anthocyanins”、 “Known and potential health benefits and mechanisms of blueberry anthocyanins: a review”发表在SCI期刊Scientia Horticulturae（中科院2区top）、Food Bioscience（中科院2区）上。黑莓研究与利用项目组张春红、吴雅琼为论文第一作者，吴文龙研究员和李维林研究员为论文通讯作者。研究得到江苏省种业振兴“揭榜挂帅”项目（JBGS[2021]021）、国家自然科学基金（32170377）、中央林业财政推广资金项目（苏[2021]TG08）等的资助。
黑莓和蓝莓均为FAO推荐的健康食品，源于其深色果实富含黄酮、花青素等多种抗氧化物质。花青素是一种天然的食用色素，其含量和组成决定着植物的花和果实呈红色、紫色、蓝色和黑色。尽管花青素在小浆果着色和行使抗氧化功能方面起关键作用，但关于黑莓蓝莓等特色小浆果花青素合成调控模式及果实花青素与着色调控关系机理研究尚少见报道。
为此，研究对黑莓蓝莓等植物中花青素生物合成途径及其主要结构基因进行概述，分析影响花青素合成的重要转录因子和小RNA的功能，继而对蓝莓花青素主要种类、化学结构、基本功能、有益作用和合成调控模式及其潜在分子机理进行系统综述揭示。进一步研究了蓝莓花青素生物合成和果实着色机理，对果皮红色和蓝色蓝莓栽培品种的不同着色期果实进行代谢组学和转录组学综合分析。基于非靶向LC-MS分析在4个比较组中共得到104种黄酮类差异代谢物，其中有8种差异倍数在30倍以上。基于花色苷靶向代谢组分析，在成熟果实中鉴定出的48种花青素差异物质多数在蓝色果实中上调，其中锦葵素-3-O-葡萄糖苷、锦葵素-3-O-半乳糖苷、飞燕草素-3-O-葡萄糖苷为蓝色果实色素沉着的特异成分，而矮牵牛素-3-O-阿拉伯糖苷、矢车菊素-3-O-阿拉伯糖苷为红色果实色素沉着的特异成分，飞燕草素-3-O-半乳糖苷和矢车菊素-3-O-半乳糖苷为蓝色和红色色素的共有成分。转录组分析表明，蓝色果实中多数花青素生物合成基因的表达水平较高，有30个结构基因、11个MYBs和4个bHLHs转录因子参与了花青素生物合成调控。这些结果不仅基于花青素组分解释了蓝莓果实呈色的差异，也为未来蓝莓花青素的合成调控以及靶向开发利用提供了基础。
图1 植物花青素生物合成途径和基本结构
图2 蓝莓果实不同呈色的差异基因表达模式和花色苷物质差异基础
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112798
