研究人员发现桑葚花青素调控的遗传基础 有助于改善果实颜色、营养价值和市场吸引力

最近的一项研究发现了桑葚中花青素含量背后的遗传机制，确定了有助于改善果实颜色、营养价值和市场吸引力的关键基因。 通过对两种不同桑树栽培品种的基因组进行测序和比较，研究人员确定了关键的遗传变异，并强调了 MaVHAG3 在花青素生产中的重要作用。 这些发现为改善桑果性状提供了宝贵的生物技术框架。

桑果因其鲜艳的色彩、营养价值和潜在的健康益处而备受赞誉。 花青素是紫色桑葚中的主要色素，因其抗氧化特性和对人类健康的作用而闻名，对桑果的颜色和营养质量至关重要。 然而，由于桑葚基因组复杂，了解桑葚果实中花青素调控的遗传基础一直是个挑战。 基于这些挑战，迫切需要进行深入研究，以更好地了解和操纵桑果色素沉着。通过分析两个桑树栽培品种，研究人员确定了MaVHAG3在花青素积累中的遗传变异和作用，为提高果实性状奠定了基础。

2024年4月23日，中国重庆西南大学的研究人员在《园艺研究》上发表了一项重要研究。 研究小组为两个桑树栽培品种'Zhongsang5801'（高花青素）和'Zhenzhubai'（低花青素）生成了单倍型分辨基因组组装。 他们的综合分析确定了桑椹花青素含量的关键基因和调控机制，为桑椹栽培品种的遗传改良铺平了道路。

与果实颜色相关的转录和代谢模式。 资料来源：园艺研究

这项研究包括对'Zhongsang5801'（ZS5801）和'Zhenzhubai'（ZZB）的基因组进行测序，然后对它们的基因组和转录组数据进行详细的比较分析。 研究人员发现，MaVHAG3（一种液泡型H+-ATPase G3亚基基因）对花青素的积累至关重要。 通过比较不同发育阶段的基因表达，他们发现 ZS5801 的花青素和类黄酮含量明显高于 ZZB。 分析还揭示了黄酮醇合成酶（FLS）和二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）基因的扩张和收缩，这些基因影响花青素生物合成途径中的碳流。 这些发现突显了调节桑葚果实着色的错综复杂的遗传和分子过程。

通讯作者赵爱春博士评论说："我们的研究提供了对控制桑葚中花青素含量的遗传和分子机制的全面了解。 这些见解对于开发具有更高的营养和美学品质的新栽培品种至关重要。 我们生成的高质量基因组组装将成为未来研究和育种计划的宝贵资源。"

这项研究的发现对农业和食品工业具有重要意义。 通过了解花青素调控的遗传基础，育种者可以培育出花青素含量更高的桑树栽培品种，使果实具有更好的营养成分和保健功效。 此外，色素特征的增强还能提高桑葚产品的市场吸引力。 这项研究还为进一步研究其他水果作物奠定了基础，有可能在园艺和生物技术领域得到更广泛的应用。

编译自/SciTechDaily

DOI: 10.1093/hr/uhae120

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