近日,，園藝學院余義勛教授課題組在國際著名期刊Horticulture Research（中科院一區(qū)Top）上在線發(fā)表了題為“Co-silencing of PhENO1 and PhPPT alters anthocyanin production by reducing phosphoenolpyruvate supply in petunia flower”的研究論文。

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,。質(zhì)體中磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）是花青素合成的關鍵前體物質(zhì)，為其合成提供分子骨架,。植物細胞質(zhì)體中PEP可能有三種來源途徑：PPT蛋白介導的細胞質(zhì)輸入途徑,、質(zhì)體內(nèi)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(fā)現(xiàn),，單獨沉默PhENO1、PhPPT或PhPPDK或者是共同沉默PhENO1和PhPPDK或PhPPT和PPDK均未引起矮牽牛的表型發(fā)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,。研究還發(fā)現(xiàn)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(zhì)體基質(zhì)和膜系統(tǒng),，從而最終確定質(zhì)體中PEP主要來源于質(zhì)體內(nèi)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(jié)果為花色分子育種提供了新路徑,。

園藝學院博士研究生李欣（已畢業(yè)）和曹嘉浩為該文的共同第一作者，余義勛教授和劉娟旭副教授為該文的通訊作者,。該研究得到了國家自然科學基金的資助,。

文圖/園藝學院