中国农科院牧草种质资源团队揭示原花色素生物合成的分子机制

2024年11月19日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源保护与利用创新团队在原花色素生物合成调控研究中取得了新进展，鉴定出了百脉根中调控原花色素生物合成的关键基因LcMYB5，解析了其调控原花色素生物合成的分子网络，为培育抗臌胀病的紫花苜蓿等饲草新品种提供了重要理论依据。相关研究成果发表在《植物细胞报告（Plant Cell Reports）》上，并取得了发明专利。

紫花苜蓿叶片和茎秆缺乏原花色素积累，将导致反刍动物臌胀病的发生和温室气体的排放。百脉根是与紫花苜蓿相近的豆科牧草，研究人员在百脉根中发现其原花色素含量在不同种质资源中存在丰富的遗传多样性，并鉴定出原花色素含量高的优异百脉根种质以及与叶片中原花色素含量高度正相关的关键基因LcMYB5。

研究人员进一步对LcMYB5基因进行了亚细胞定位分析、转录活性分析和转录组分析。研究表明，LcMYB5定位于细胞核，起转录激活作用。LcMYB5激活了关键酶基因CHS、F3H、LAR、ANR和TT15以及转录调控基因TT8和TTG1，从而大幅提高原花色素的生物合成和积累。该研究解析了LcMYB5正调控原花色素生物合成的分子网络，对阐明植物原花色素生物合成和调控具有重要的参考价值，对改良紫花苜蓿等饲草原花色素的含量具有重要的借鉴意义。

该研究得到了国家重点研发计划、国家盐碱地综合利用技术创新中心、国家自然科学基金、中国农业科学院创新工程等项目资助。中国农业科学院北京畜牧兽医研究所江文波副研究员为论文第一作者，庞永珍研究员为论文通讯作者。

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