北京畜牧獸醫(yī)研究所牧草種質(zhì)資源團(tuán)隊(duì)揭示原花色素生物合成的分子機(jī)制

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所牧草種質(zhì)資源保護(hù)與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在原花色素生物合成調(diào)控研究中取得了新進(jìn)展，鑒定出了百脈根中調(diào)控原花色素生物合成的關(guān)鍵基因LcMYB5，解析了其調(diào)控原花色素生物合成的分子網(wǎng)絡(luò)，為培育抗臌脹病的紫花苜蓿等飼草新品種提供了重要理論依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物細(xì)胞報(bào)告（Plant Cell Reports）》上，并取得了發(fā)明專利。

 

　　紫花苜蓿葉片和莖稈缺乏原花色素積累，將導(dǎo)致反芻動(dòng)物臌脹病的發(fā)生和溫室氣體的排放。百脈根是與紫花苜蓿相近的豆科牧草，研究人員在百脈根中發(fā)現(xiàn)其原花色素含量在不同種質(zhì)資源中存在豐富的遺傳多樣性，并鑒定出原花色素含量高的優(yōu)異百脈根種質(zhì)以及與葉片中原花色素含量高度正相關(guān)的關(guān)鍵基因 LcMYB5 。

 

　　研究人員進(jìn)一步對(duì)LcMYB5基因進(jìn)行了亞細(xì)胞定位分析、轉(zhuǎn)錄活性分析和轉(zhuǎn)錄組分析。研究表明，LcMYB5定位于細(xì)胞核，起轉(zhuǎn)錄激活作用。LcMYB5激活了關(guān)鍵酶基因 CHS 、 F3H 、 LAR 、 ANR 和 TT15 以及轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因 TT8 和 TTG1 ，從而大幅提高原花色素的生物合成和積累。該研究解析了LcMYB5正調(diào)控原花色素生物合成的分子網(wǎng)絡(luò)，對(duì)闡明植物原花色素生物合成和調(diào)控具有重要的參考價(jià)值，對(duì)改良紫花苜蓿等飼草原花色素的含量具有重要的借鑒意義。

 

　　該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家鹽堿地綜合利用技術(shù)創(chuàng)新中心、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程等項(xiàng)目資助。江文波副研究員為論文第一作者，龐永珍研究員為論文通訊作者。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s00299-024-03313-9