北京市農(nóng)林科學(xué)院草花所在功能菊花黃酮合成調(diào)控分子機(jī)理方面取得進(jìn)展

　　菊花是我國(guó)的傳統(tǒng)名花，兼具觀賞、食用、茶用、藥用等多用途。食用、茶用和藥用菊花常被稱作功能菊花。我國(guó)的功能菊花資源豐富，藥食兩用價(jià)值具有廣闊的開(kāi)發(fā)潛力。菊花中含有大量的具有保健功能的生物活性化合物，尤其是黃酮類化合物。研究表明黃酮的苷元形式具有更高的抗氧化性和更好的生物活性。因此，提高黃酮苷元的含量可以顯著改進(jìn)功能菊花的品質(zhì)。

 

　　草業(yè)花卉與景觀生態(tài)研究所黃叢林團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院馬超團(tuán)隊(duì)在Plant Biotechnology Journal（中科院1區(qū)top,五年影響因子11.6）發(fā)表了題為“Identification and knockout of rhamnose synthase CiRHM1 enhances accumulation of flavone aglycones in chrysanthemum flower”的研究論文，發(fā)現(xiàn)菊花中鼠李糖合成酶基因CiRHM1是調(diào)節(jié)菊花黃酮苷元含量的關(guān)鍵基因；通過(guò)CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除該基因創(chuàng)制出具有增強(qiáng)黃酮苷元含量的功能菊花新種質(zhì)。

 

　　該研究在對(duì)我國(guó)野菊種質(zhì)資源進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，通過(guò)基因組測(cè)序和生物信息學(xué)分析，在野菊基因組2號(hào)染色體上定位到一個(gè)與黃酮苷元芹菜素含量高度關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，并利用該位點(diǎn)定位到一個(gè)與糖合成相關(guān)的基因簇TPS1-RHM1。不同野菊生態(tài)型中的轉(zhuǎn)錄組分析表明CiRHM1的表達(dá)與芹菜素含量呈負(fù)相關(guān)。在野菊中敲除CiRHM1基因促進(jìn)了芹菜素（apigenin）、木犀草素（luteolin）、去甲漢黃芩素（norwogonin）、香葉木素（diosmetin）和高車前素（hispidulin）等黃酮苷元的合成。此外，芹菜素7-葡萄糖苷（apigenin 7-glucoside）、木犀草苷（luteolin 7-glucoside）、染料木苷（genistein 7-glucoside）和漢黃芩苷（wogonin 7-O-glucuronide）等黃酮葡萄糖苷在CiRHM1敲除野菊中的含量也得到顯著的提升。

 

　　該研究首次發(fā)現(xiàn)了菊花鼠李糖合成酶CiRHM1在黃酮類化合物合成中的重要作用，并創(chuàng)制了具有增強(qiáng)黃酮苷元含量的功能菊花新種質(zhì)。研究結(jié)果為進(jìn)一步探索菊花黃酮類物質(zhì)的代謝調(diào)控機(jī)制及其在藥用植物中的應(yīng)用提供了新的思路。