在观赏植物领域，兜兰属(Paphiopedilum)因其独特的囊状唇瓣和丰富花色备受青睐。其中中国特有物种杏黄兜兰(P. armeniacum)以其罕见的杏黄色花朵成为珍稀育种资源，但其黄色花瓣形成的分子机制长期未明。相比白色花瓣的P. emersonii和粉唇白花的P. delenatii，杏黄兜兰的鲜艳黄色涉及复杂的类胡萝卜素(carotenoid)代谢调控，这一过程直接影响其商业价值和物种保护策略。

为解析这一科学问题，国际竹藤中心的研究团队采用多组学整合分析策略，对三个兜兰物种的花蕾期(YS1/WS1/PS1)和盛花期(YS2/WS2/PS2)样本进行转录组测序和LC-QTOF非靶向代谢组检测。研究通过生物信息学分析筛选差异表达基因和代谢物，结合qRT-PCR验证关键基因表达模式，并利用Pearson相关性分析构建基因-代谢物调控网络。

代谢组数据分析
PCA分析显示杏黄兜兰代谢谱显著区别于浅色品种。在1,954个共有差异代谢物中，玉米黄质(zeaxanthin)含量在YS1/YS2阶段分别达8.66×10⁵
和1.02×10⁶
，是浅色品种的3-4倍。β-D-龙胆二糖基藏花酸(β-D-gentiobiosyl crocetin)等5种代谢物也被鉴定为黄色特征标志物，这些物质在类胡萝卜素生物合成途径(CBP)中位于玉米黄质下游分支。

转录组分析结果
从99,914条unigenes中筛选出40个核心DEGs，包括编码八氢番茄红素合成酶(PSY)、玉米黄质环氧化酶(ZEP)等CBP关键酶的基因。热图显示这些基因在杏黄兜兰两个发育阶段持续高表达，而CCD1类胡萝卜素裂解酶基因在浅色品种中特异性上调，暗示其可能通过降解色素前体抑制黄色形成。

转录因子筛选与关联分析
预测到648个转录因子，其中18个MYB305和3个RCP1同源基因与玉米黄质合成基因(如Unigene_149599)呈强正相关(r>0.8, p<0.001)。这一发现与烟草(Nicotiana)中MYB305调控β-胡萝卜素积累的报道相印证。

多组学整合与实验验证
qRT-PCR选用RPL13AD作为内参基因，证实PSY(Unigene_079422)在杏黄兜兰中的表达量是浅色品种的5.3-7.8倍。相关性网络显示该基因与玉米黄质、钙黄素(caloxanthin)等代谢物形成显著共表达模块。

该研究首次系统揭示了杏黄兜兰黄色花瓣形成的分子基础：CBP途径中PSY-ZEP-BCH基因簇的协同高表达驱动玉米黄质等色素积累，而MYB类转录因子可能通过激活这些结构基因表达增强黄色表型。这一发现不仅为兜兰属花色育种提供了分子标记，也为理解植物类胡萝卜素代谢调控的物种特异性提供了新视角。研究者建议未来可通过VIGS技术验证候选基因功能，并扩大采样时间窗口以解析色素沉积的时空动态规律。

论文的创新性在于建立了从代谢产物到调控网络的完整证据链，特别是发现precorrin 2等维生素B12合成中间体与花色形成的潜在关联。这些成果对濒危兰科植物的功能基因组研究和保护性开发具有双重意义，为通过合成生物学手段定向改造观赏性状提供了理论依据。