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圖 1 四個(gè)品種的余甘子果實(shí)的表型(A)和 L、a、b 值(B)

圖 2 余甘子果實(shí)色澤變異的物質(zhì)基礎(chǔ)與分子機(jī)制

余甘子(Phyllanthus emblica Linn.)是我國(guó)熱帶南亞熱帶地區(qū)的特色藥食同源果品，也是我國(guó)服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要經(jīng)濟(jì)樹種，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開發(fā)潛力。近幾年熱林所選育的余甘子新品種‘秋紅’和‘夏紫’呈現(xiàn)獨(dú)特的紫紅色澤，與常見的綠色余甘子形成鮮明對(duì)比。這一稀有的紅色表型不僅外觀誘人，還可能蘊(yùn)含著更高的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工價(jià)值。

熱林所研究團(tuán)隊(duì)以‘秋紅’、‘夏紫’、‘高黎貢山’和‘福建2號(hào)’四種不同顏色的余甘子果實(shí)為材料，綜合運(yùn)用廣泛靶向代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)，結(jié)合同源生物學(xué)功能驗(yàn)證，系統(tǒng)揭示了余甘子果實(shí)色澤變異的物質(zhì)基礎(chǔ)與分子機(jī)制。

研究結(jié)果表明，類黃酮/花色素苷生物合成途徑是引起余甘子果實(shí)色澤變異的關(guān)鍵代謝通路;飛燕草素-3-O-葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷和原花青素B1是導(dǎo)致 ‘秋紅’和 ‘夏紫’品種果實(shí)紅色形成的關(guān)鍵代謝物; PeCHS1、PeF3H1、PeDFR和PeLAR1的表達(dá)水平與果實(shí)花色素苷含量呈顯著正相關(guān)，瞬時(shí)過(guò)表達(dá)上述四個(gè)基因均能誘導(dǎo)綠色品種余甘子果皮變紅，且顯著提升組織花色素苷含量，證實(shí)PeCHS1、PeF3H1、PeDFR和PeLAR1是余甘子果實(shí)色澤變異的核心調(diào)控基因，其通過(guò)激活花青素生物合成途徑驅(qū)動(dòng)果實(shí)紅色形成。本研究首次系統(tǒng)闡明了余甘子果實(shí)色澤變異的物質(zhì)基礎(chǔ)與分子機(jī)制，為余甘子優(yōu)良種質(zhì)選育提供理論支持。

相關(guān)成果以“Integrated analysis of metabolome and transcriptome reveals the molecular mechanism underlying different colors ofPhyllanthus emblica L. fruit”為題，發(fā)表于中科院一區(qū)期刊《Industrial Crops & Products》。熱林所肖嘉琪助理研究員、云南省保山市林業(yè)和草原技術(shù)推廣站黃佳聰正高工為論文共同第一作者，熱林所郭俊杰研究員和華南植物園李濤濤研究員為論文共同通訊作者。該研究得到中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(CAFYBB2020ZB003),“云嶺產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)軍人才”項(xiàng)目(2015–30)和廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2023KJCX010)的資助。