代谢组与转录组联合解析缅甸葡萄果肉着色机制：花青素与黄酮生物合成的关键作用

为解决缅甸葡萄(Baccaurea ramiflora Lour.)果肉颜色差异的分子机制问题，研究人员通过整合代谢组与转录组分析，揭示了花青素(anthocyanin)和黄酮(flavonoid)生物合成通路在粉色(LR)与乳白色(BR)果肉形成中的调控网络。研究发现氰啶素(cyanidin)是粉色着色的关键色素，并鉴定出F3′5′H和UFGT等基因在早期发育阶段的差异表达主导颜色分化。该研究为热带水果品质改良和品种选育提供了理论依据。

　　

缅甸葡萄(Baccaurea ramiflora Lour.)作为一种兼具食用、观赏和药用价值的野生果树，其果肉呈现粉色或乳白色的现象长期困扰着研究者。这种颜色差异不仅影响消费者偏好，更与果实营养价值密切相关。花青素作为植物重要的次级代谢产物，不仅赋予果蔬鲜艳色泽，还具有抗氧化、抗炎等健康功效。然而，关于热带水果果肉着色的分子机制研究仍存在空白，特别是缅甸葡萄这类特色树种的色素积累规律尚未阐明。

广西的研究团队通过多组学联合分析，首次系统揭示了缅甸葡萄果肉颜色分化的分子基础。研究发现粉色果肉中氰啶素(cyanidin)的积累是关键致色因素，而F3′5′H和UFGT等基因的阶段性高表达是颜色差异的核心调控节点。这项发表于《Plant Gene》的研究为热带水果品质改良提供了新靶点。

研究采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)对五个发育阶段的果肉进行非靶向代谢组分析，结合Illumina NovaSeq平台开展转录组测序。通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)筛选差异代谢物，利用EdgeR软件鉴定差异表达基因(DEGs)，并采用qRT-PCR对关键基因进行验证。

在"黄酮类物质动态变化"部分，研究发现前两个发育阶段(30-52 DAF)是黄酮积累的关键期，其中粉色果肉(BR)的代谢物下降速度显著慢于乳白色果肉(LR)。"差异代谢物分析"显示二氢槲皮素(dihydroquercetin)等中间产物与颜色分化密切相关。"花青素合成通路结构基因"章节鉴定出39个差异表达的结构基因，其中F3H(ctg1147.g09820)在整个发育期持续高表达。"差异表达基因分析"揭示F3′5′H(ctg2839.g24678等)和UFGT(ctg1210.g10432)在BR早期特异性高表达是颜色分化的关键。"转录因子分析"发现MYB家族成员可能通过MBW复合体调控该通路。

研究结论创新性地提出缅甸葡萄果肉着色呈现"两阶段调控"模式：早期(30-52 DAF)由F3′5′H和UFGT驱动氰啶素合成，而后期(73 DAF后)ANR基因的高表达促使花青素转化为表儿茶素，导致色素减少。这一发现不仅解释了粉色着色局限于内果皮的现象，更为重要的是，鉴定出的关键基因如CHI(ctg502.g04473)和FLS(ctg1560.g13893)为分子育种提供了精准靶标。

该研究的实践意义在于：首先，建立的代谢-转录关联分析策略可推广至其他热带水果着色研究；其次，发现的颜色决定基因可用于指导品种改良，例如通过调控UFGT表达培育深色果肉品种以提升市场价值；最后，提出的"阶段特异性表达"理论为果树发育生物学研究提供了新视角。未来研究可进一步验证MYB转录因子的调控功能，并探索环境因素对色素合成的表观遗传影响。