蔬菜花卉所初步解析蔷薇金色叶性状形成的分子机制

      近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所花卉种苗课题组在解析弯刺蔷薇金色叶形成的分子机制方面取得阶段性进展。相关内容以“ Comparative Transcriptome Profiling Analysis Reveals the Adaptive Molecular Mechanism of Yellow-Green Leaf in Rosa beggeriana ‘Aurea’”为题发表于《植物科学前沿杂志》。

      叶色变异在自然界中是比较常见的突变现象，叶色突变的种类很多，为园林绿化增添色彩。中国农业科学院蔬菜花卉研究所花卉种苗课题组通过辐射诱变得到的突变体，是蔷薇属植物中第一个可稳定遗传的黄色叶突变体，具有极强的观赏价值，但其突变的分子机理尚不清楚。

图1 金色叶弯刺蔷薇和绿色叶弯刺蔷薇（上），金色叶形成的分子机制概况（下）

      近期，花卉种苗课题组研究人员通过转录组比较分析，结合细胞学显微观察、叶绿素含量测定等方面，初步解析了蔷薇属植物金色叶形成原因。结果发现，叶绿体合成、叶绿素合成、类胡萝卜素合成途径相关基因在金叶蔷薇突变体中均下调表达，导致突变体中叶绿体结构发育受阻，叶绿素和类胡萝卜素的含量降低，色素比例不平衡，导致叶片呈现出黄色。此外，金叶蔷薇的光保护机制削弱，叶黄素循环相关基因下调表达，但金叶蔷薇进化出特殊的抗氧化机制适应自然环境中强光条件下特有的生存策略。该研究为木本植物金色叶性状的形成机理提供参考，为分子标记辅助育种提供参考。

图2 金色叶形成的分子机理

      本研究以中国农业科学院蔬菜花卉研究所为第一完成单位和通讯单位。中国农业科学院蔬菜花卉研究所硕士生甘颖和助理研究员寇亚平为共同第一作者，葛红研究员和杨树华研究员为通讯作者。研究得到了十三五国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目资助。

原文链接 https://doi.org/10.3389/fpls.2022.845662