西瓜MYB转录因子ClPC调控花瓣颜色与叶绿素积累的分子机制研究

本研究针对西瓜花瓣颜色变异现象，通过遗传定位与功能验证揭示了MYB转录因子ClPC通过调控叶绿素积累影响花瓣颜色的分子机制。研究人员利用F2 群体和SSR标记将目标基因定位于11号染色体139.7 kb区间，发现Cla97C11G216460（MYB6）的碱基插入突变导致黄色花瓣转变为黄绿色，为植物花色形成与叶绿素代谢调控提供了新见解。

　　

在自然界中，花瓣颜色是植物吸引传粉者的重要视觉信号，而叶绿素的动态变化是影响花色的关键因素。许多植物在开花前花瓣富含叶绿素呈现绿色，开花后叶绿素降解暴露出其他色素。然而，西瓜种质WM109却表现出罕见的黄绿色花瓣表型，这一现象背后的遗传机制尚不明确。

为解决这一问题，河南省农业科学院等机构的研究人员开展了系统研究。他们发现WM109的黄绿色花瓣与叶绿素含量升高和叶绿体密度增加相关。通过构建F₂
分离群体，结合SSR标记和基因型分析，将控制该性状的基因定位于11号染色体139.7 kb区间。序列分析和功能验证表明，MYB转录因子基因Cla97C11G216460的碱基插入突变是导致表型变异的关键。该研究首次揭示了MYB6在西瓜花瓣叶绿素积累中的调控作用，相关成果发表于《Plant Science》。

关键技术方法
研究采用经典遗传学方法构建WM109（黄绿花瓣）与WT2/WT15（黄花瓣）的F₂
群体；通过SSR标记筛选和基因型分析进行基因定位；利用qPCR检测候选基因表达；借助透射电镜观察叶绿体超微结构；通过高效液相色谱（HPLC）定量光合色素含量。

研究结果

植物材料和遗传作图群体
WM109与WT2/WT15杂交F₁
代均表现黄色花瓣，F₂
群体呈现3:1分离比，证实黄绿色为单基因隐性遗传性状。

现有叶绿体和升高的叶绿素含量解释黄绿色花瓣
WM109花瓣叶绿素a/b含量较对照高3-4倍，透射电镜显示其叶绿体发育完整且密度显著增加，而类胡萝卜素含量无显著差异。

讨论
研究揭示了MYB转录因子调控叶绿素合成的新机制：ClPC通过影响叶绿体发育相关基因表达，导致花瓣中异常叶绿素积累。不同于已知的GLK、HY5等叶绿素调控因子，MYB6的突变表现出组织特异性效应，为花色育种提供了新靶点。

结论
该研究不仅阐明了西瓜黄绿色花瓣形成的遗传基础，还拓展了对MYB转录因子功能多样性的认知。发现MYB6可通过调控叶绿体发育影响花瓣颜色，为作物花色改良和光合效率提升提供了理论依据。研究建立的基因定位策略和功能验证体系，也为其他园艺作物品质性状研究提供了方法学参考。