教學(xué)科研
林草學(xué)院、水土保持學(xué)院研究團隊在《Plant Biotechnology Journal》上發(fā)表研究成果
來源：林草學(xué)院、水土保持學(xué)院通訊員：李火根攝影： 編輯：尹申申審核：襲開國、唐萍、徐勇瀏覽：時間：2025-12-26
【南林新聞中心訊】近日，我校林草學(xué)院、水土保持學(xué)院珍貴樹種研究團隊在《Plant Biotechnology Journal》上在線發(fā)表了題為“Two Indel Variations in the Regulated Carotenoid Pigment Gene Hold the Key to the Interspecies Flower Colour Differentiation in Liriodendron Plants”的研究論文（論文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70488）。我校為第一完成單位，林草學(xué)院、水土保持學(xué)院博士研究生楊立春、吳海楠和卜曼麗為論文共同第一作者，李火根教授為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃和江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程等項目資助。
鵝掌楸屬（Liriodendron）現(xiàn)存鵝掌楸（L. chinense）和北美鵝掌楸（L. tulipifera）兩個物種，二者花瓣顏色差異顯著，前者呈黃綠色，后者中部具橙色條紋，這種分化與類胡蘿卜素積累密切相關(guān)，但其遺傳調(diào)控機制尚不明確。研究團隊完成北美鵝掌楸“MSL”染色體水平高質(zhì)量基因組組裝（1.57 Gb），結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、代謝組及群體重測序數(shù)據(jù)，解析類胡蘿卜素合成通路關(guān)鍵基因。發(fā)現(xiàn)北美鵝掌楸花瓣橙色條紋區(qū)的類胡蘿卜素合成通路被特異性激活，番茄紅素ε-環(huán)化酶基因（LCYE）表達顯著升高；同時鑒定出R2R3-MYB家族轉(zhuǎn)錄因子RCP，其編碼LtRCP蛋白可直接結(jié)合LCYE啟動子，促進基因表達和類胡蘿卜素積累。而鵝掌楸LcRCP基因存在兩處物種特異性Indel變異，導(dǎo)致編碼蛋白增加13個氨基酸，使其喪失激活LCYE的功能，進而抑制類胡蘿卜素合成；且這兩處Indel變異在鵝掌楸自然種群中廣泛存在。煙草、擬南芥及鵝掌楸轉(zhuǎn)化實驗進一步證實，LtRCP可提升類胡蘿卜素和葉綠素含量，LcRCP則作用相反。該研究闡明了鵝掌楸屬花色分化的分子機制：北美鵝掌楸依賴完整的RCP-LCYE調(diào)控模塊積累類胡蘿卜素形成橙色條紋，而鵝掌楸因RCP基因Indel變異導(dǎo)致類胡蘿卜素合成不足，花瓣呈黃綠色，這為類胡蘿卜素調(diào)控及花部性狀進化研究提供了新見解。
圖1 鵝掌楸屬植物花瓣中RCP調(diào)控類胡蘿卜素生物合成的作用模型
