类胡萝卜素调控植物花色和果色机制研究进展

　　

摘要：

类胡萝卜素是形成园艺植物花器官和果实色泽的重要色素，直接影响产品的观赏和经济价值。与叶片等光合器官不同，植物花、果发育着色过程中，类胡萝卜素的积累常伴随叶绿素降解及类黄酮等次生代谢物的显著变化，该过程受多层级调控网络协同调控。近年来，类胡萝卜素介导园艺植物花果着色的分子调控机制的研究发展迅速。本文全面总结该领域研究进展，明确PSY等类胡萝卜素合成关键酶基因和有色体分化与色素储存在代谢通路多样性中的核心作用。该代谢过程受到转录、转录后及表观遗传层面协同调控。在转录调控水平，MYB、bHLH、NAC、WRKY、AP2/ERF等转录因子构成复杂调控网络，通过靶向PSY、LCYB、CCD4等关键基因精准维持类胡萝卜素合成与降解的动态平衡。转录后调控层面，ORANGE蛋白对PSY的稳定作用、泛素化介导的蛋白降解、PPR蛋白调控以及miRNA介导的转录后沉默等多种机制，协同实现代谢通量的精细微调。表观遗传方面，DNA甲基化与组蛋白修饰动态调控关键基因染色质状态，影响色素积累的时空模式。同时，光照、温度等环境因子与乙烯、脱落酸等植物激素信号可整合至上述调控网络，共同决定花果颜色。本文全面梳理该多层面协同互作调控体系，深入揭示类胡萝卜素在花果着色中的合成与降解平衡机制，并基于此分析园艺产品色泽改良与分子育种实践中的关键问题及发展路径，为园艺产品色泽性状的精准调控与品质提升提供理论支撑和技术指导。