基于代谢组与转录组联合分析揭示毛竹黄槽变异中叶绿素缺乏与类黄酮富集的分子机制

本研究通过整合生理学、代谢组学与转录组学分析，揭示了黄槽毛竹(Phyllostachys edulis f. luteosulcata)秆色变异的分子机制。研究发现黄色条纹形成主要源于叶绿素合成基因（GGDR、PDS）下调与降解基因（SGRs、PAOs）上调导致的叶绿素缺乏，以及类黄酮合成基因（CHS、CHI、FLS）上调引发的类黄酮富集。通过WGCNA和ML-hGRN分析鉴定出关键转录因子ARF9和COL13b，实验验证其分别调控叶绿素降解和类黄酮合成通路。该研究为观赏竹色泽调控提供了重要靶基因。

　　

Highlight

The yellow color of PeLMG is due to chlorophyll deficiency and flavonoid accumulation

高等植物的颜色受多种色素含量和比例的影响。前期研究发现黄花条纹叶片的叶绿素水平降低而类黄酮水平升高。透射电镜观察显示PeLMG叶绿体类囊体膜结构异常，基质片层较少，这直接影响了光合色素的积累。

Conclusion

本研究揭示了竹秆颜色变异的分子机制（图11）。通过整合生理、代谢组和转录组数据，我们确定了竹秆着色的关键通路。PeLMG的黄色源于两个直接原因：叶绿素缺乏和类黄酮积累。PeLMG中的转录调控涉及多个具有不同作用的因子：ARF9通过激活SGRa加速叶绿素降解，而COL13b通过上调FLS、F3RTc和CHI促进类黄酮生物合成。这些发现为观赏竹的分子育种提供了理论依据。