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蚕豆花色形成分子机制研究取得新进展

近日,我院作物育种栽培研究所豆类研究室在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(中科院一区,IF="6.7)上发表了题为《Integrated Transcriptome and Metabolome Analysis Reveals Molecular Basis Underlying Anthocyanin Biosynthesis Associated with Different Flower Colors in  Vicia faba  L.》的研究论文。蚕豆种质资源花色遗传多样性丰富,涵盖普通白、纯白、灰、粉、棕、红、紫、翼瓣黄色等多种类型,对提升豆类观赏价值、促进农旅融合与产业增值具有重要意义。

研究以粉花、灰花和白花种质为材料,通过整合转录组与代谢组分析,初步阐明了花色差异形成的物质与调控网络。有色花(粉、灰)总花青素含量显著高于纯白花。与纯白花相比,灰花中4种关键代谢物显著上调,与飞燕草素、矢车菊素和矮牵牛素相关;粉花中则鉴定出15种差异衍生物。转录组分析进一步揭示,3种花色材料中共有70个花青素生物合成相关的结构基因存在差异表达。


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通过多组学整合与加权基因共表达网络分析,筛选出15个核心候选调控因子,包括10个结构基因( VfCHI4 、4个 CHS 、4个 UFGT 、 VfGST18 )和5个转录因子(2个MYB、2个bHLH、1个WRKY)。

该研究首次在蚕豆中系统解析了花青素积累与花色表型的关联,初步明确了影响花色变异的关键代谢物与基因,为深入阐明蚕豆花色形成的分子机制奠定了重要基础。