近年來，隨著各地油菜花節(jié)的召開，油菜花的觀賞價值越來越受到育種工作者的重視。國內各育種單位陸續(xù)選育出粉紅、玫紅、杏紅、深紅等花色的新品種，但這些紅色系花色的形成機制并不清楚。繼成功解析了甘藍型油菜白花（New Phytologist, 206:1513-1526）和橙花（The Plant Journal, 104:932-949）花色形成的分子機理之后，近日，華中農業(yè)大學油菜遺傳育種團隊在Journal of Experimental Botany在線發(fā)表了題為“Genetic and Multi-omics Analysis Reveal BnaA07.PAP2In-184-317 as the Key Gene Conferring Anthocyanin-based Color in Brassica napus Flowers”的研究論文，揭示了油菜紅色系花色形成的分子機理。

 

　　該研究以浙江農科院選育的杏紅花品系為材料創(chuàng)制了粉紅花材料，明晰了各種甘藍型油菜花色，包括白、黃、杏紅、粉紅之間的顯隱性關系。不同花色花瓣代謝組分析表明，杏紅花色是由黃色的葉黃素和紅色的花青素積累形成，而粉紅花色由無色的胡蘿卜素和紅色花青素積累形成。花青素中矢車菊素-3-O-葡萄糖苷的含量是導致花瓣中紅色素積累的關鍵。轉錄組分析表明，與黃或白花相比，杏紅和粉紅花中花青素合成路徑的結構基因和3個關鍵轉錄因子基因BnaMYBL2, BnaA07.PAP2和 BnaTT8均急劇上調表達。基于BSA-seq和RNA-seq結果，圖位克隆了紅色系花色形成的關鍵基因BnaA07.PAP2。BnaA07.PAP2在黃或白花中幾乎不表達，而在杏紅或粉紅花中高表達。轉基因結果表明，BnaA07.PAP2啟動子區(qū)域的兩個片段插入是導致該基因表達被激活的原因，BnaA07.PAP2的表達又激活了整個花青素路徑基因的表達，促進紅色花青素在花瓣中的積累，最終導致甘藍型油菜紅色系花色的形成。此外，通過對不同花色的甘藍型油菜進行雜交和選育，該團隊創(chuàng)制了不同深淺程度的紅色系花色材料。

 

　　該研究成果還得到了本領域國際著名學者、英國利物浦大學Diarmuid S. ?'Maoiléidigh教授為該文撰寫的特別評論“Cis-regulatory variation expands the colour palette of the Brassicaceae”，進一步解讀了該研究的重要意義，高度評價了其研究成果。

 

　　華中農業(yè)大學植物科學技術學院博士研究生葉沈華為論文第一作者，油菜遺傳育種團隊文靜副教授為通訊作者，現(xiàn)代產業(yè)技術體系崗位科學家、浙江省農業(yè)科院華水金博士，華中農業(yè)大學傅廷棟、沈金雄、涂金星、馬朝芝、易斌、趙侖等多位教授參與了該研究。

 

　　論文鏈接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erac312/6647029#