温度信号调控建兰R2R3-MYB转录因子CeMYB52介导花青素积累的分子机制研究

本研究针对高温导致建兰花色褪色问题，通过多组学联合分析揭示了温度通过R2R3-MYB转录因子CeMYB52调控花青素合成的分子机制。研究人员采用20/15°C、28/23°C和36/31°C三种温度处理，结合代谢组与转录组分析，发现低温通过上调CeMYB52表达促进花青素苷C3G积累，而高温则抑制该过程。研究首次阐明CeMYB52通过调控CeCHS8（查尔酮合成酶）和CeGST（谷胱甘肽S-转移酶）协同促进花青素合成与转运的分子通路，为培育耐温观赏植物提供了重要靶点。

　　

在气候变化加剧的背景下，高温胁迫已成为影响观赏植物经济价值的重要瓶颈。建兰（Cymbidium ensifolium）作为中国传统名花，其夏季高温褪色现象严重降低了观赏价值，而秋季低温则能增强花色鲜艳度。这种温度依赖的花色变化背后，隐藏着怎样的分子调控机制？福建农林大学国家兰科植物种质资源库的研究团队在《Plant Physiology and Biochemistry》发表的研究，揭开了温度信号调控花青素合成的神秘面纱。

研究采用多组学联用策略，对建兰品种'十丈红'进行20/15°C（T1）、28/23°C（T2）和36/31°C（T3）梯度温度处理，通过色度分析、代谢组学和转录组测序等技术，系统解析了温度影响花色的分子机制。特别关注了花青素合成通路关键基因的表达模式及其调控网络。

【植物材料与处理】部分显示，实验采用标准化的气候室培养体系，控制光照强度7200 Lux、相对湿度70%和12h光周期，确保温度作为单一变量。这种严格控制的环境条件为后续结果分析提供了可靠基础。

【温度对花萼颜色和花青素积累的影响】部分发现，高温（T3）显著降低花色参数a值（红绿色度）和色度C值，而低温（T1）则促进红色色素积累。代谢组分析证实温度主要通过调控矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（C3G）含量来影响花色，其低温积累量比高温条件下高出3.2倍。这一发现明确了温度调控的具体色素靶点。

【讨论】部分深入阐释了CeMYB52的核心调控作用。该R2R3-MYB转录因子在低温下表达量显著升高，通过双重机制促进花青素积累：一方面激活花青素合成限速酶CeCHS8的表达，促进前体物质合成；另一方面上调转运蛋白CeGST的表达，加速花青素向液泡的转运。这种"合成-转运"协同调控模式，为理解温度依赖的花色形成提供了新视角。

研究的重要意义体现在三个方面：首先，首次在建兰中鉴定出温度响应的花青素调控枢纽基因CeMYB52；其次，阐明了温度通过C3G含量变化影响花色的物质基础；最后，建立的"转录因子-结构基因-代谢物"调控网络，为分子设计育种提供了明确靶点。这些发现不仅对观赏植物耐温品种选育具有指导价值，也为研究植物应对气候变化的适应性机制提供了典型案例。

该研究通过多学科交叉方法，将环境信号-转录调控-代谢通路-表型特征有机串联，为观赏植物的"温度-颜色"调控机制研究树立了新范式。未来基于CeMYB52基因的分子育种，有望培育出花色稳定、适应气候变化的建兰新品种，对保障观赏植物产业可持续发展具有重要意义。