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OPR精选张启翔团队解析菊花花色突变体花色变异的分子调控机制

来源：花匠小妙招时间：2024-10-29 06:59

菊花是世界主要商品花卉之一，因其花色、花型变异丰富而深受人们喜爱。但关于菊花花色变异的分子调控机制并不清楚。

2022年11月，Ornamental Plant Research在线发表了北京林业大学园林学院张启翔教授团队菊花课题组题为Transcriptomeand chemical analyses identify candidate genes associated with flower colorshift in a natural mutant of Chrysanthemum × morifolium的研究论文，揭示了菊花花色突变体花色变异的分子调控机制。

本研究首先在菊花品种‘寒露红’（HLH）中发现一个芽变突变体，该突变体大部分分枝上花朵开放时舌状花颜色与正常的‘寒露红’品种舌状花颜色相同，表现为红色，而其中一个小枝上花朵初开时舌状花尖部为黄色，舌状花其余部位为红色，随着花瓣的逐步开放，整个舌状花均变为黄色，利用微扦插技术对此变异进行了分离固定，成功获得了花色变异的突变体（hlh），经过连续两年验证，该突变体变异性状稳定。

图1 花色突变体的分离固定及花色变异特征

以突变体hlh及其野生型HLH为材料，利用高效液相色谱和质谱分析检测了花青素和类胡萝卜素含量差异，结果显示突变体hlh花瓣中叶黄素（lutein）和矢车菊素（cyanidin）含量显著高于野生型HLH。进一步通过比较转录组分析结合权重基因共表达网络分析（WGCNA）揭示花青素和类胡萝卜素途径相关基因的表达变化是造成花色变异的重要因素之一，筛选出潜在的调控花色变异的候选基因。综合分析认为，花青素和类胡萝卜素合成和代谢途径相关基因的表达变化造成的花青素和类胡萝卜素含量特别是叶黄素和矢车菊素含量积累的变化是造成hlh突变体花色变异的主要因素。该研究为理解菊花花色变异特别是红色和黄色花色转变的分子调控机制提供了科学依据。