百合花緣何具有豐富的花色和斑點

(資料圖片僅供參考)

近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所百合課題組在百合花青素苷生物合成調控方面取得新進展。相關研究內容在線發表于《園藝研究》（Horticulture Research）上。

百合擁有“球根花卉之王”的美譽，因花色豐富受到消費者的青睞。花青素苷是百合粉紅色、紫色等花色類型的主要呈色物質——作為類黃酮物質，賦予植物營養組織和生殖器官豐富的顏色，并保護植物免受環境脅迫下產生的活性氧的影響。

花青素苷在空間和時間離散的積累導致百合花被片不同色素沉著模式的形成，這是由于空間調控的基因表達而產生的結果。在亞洲百合探戈系列中，花青素苷的特異性積累導致花被片基部產生飛濺型斑點因而形成雙色，其具體成色機理尚不清楚。

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亞洲百合探戈系列（第一排左一為‘Tiny Padhye’）。中國農科院供圖

該研究通過前期亞洲百合探戈系列‘Tiny Padhye’的轉錄組數據篩選到一個WRKY家族差異表達基因LhWRKY44。研究發現，該基因的表達趨勢與花青素苷的積累趨勢一致，并參與百合花青素苷合成的正向調控。進一步研究揭示了該基因促進花青素苷積累的雙重調控機制。

花青素苷在脅迫條件下通過為光合細胞提供光吸收屏障和清除活性氧發揮保護作用，其在植物營養組織中的積累受到內部因素和外部環境因素的影響，如光、溫度、激素、糖等。因此，植物需要復雜的調節機制來確保花青素苷色素沉著的程度適合于無數的發育和環境信號。

該研究發現，LhWRKY44的啟動子上存在大量的非生物脅迫響應元件，其表達受到干旱脅迫處理的誘導。此外，LhWRKY44可能參與發育信號的調控。

研究結果豐富了亞洲百合花青素苷合成的調控網絡，為百合花色分子育種提供了理論基礎。

中國農業科學院蔬菜花卉研究所在讀博士生畢蒙蒙為該論文第一作者，研究員明軍和副研究員徐雷鋒為共同通訊作者。該項目得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目的資助。

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