S6 MYB转录因子RcMYB3L的自然缺失决定地黄花冠裂片颜色变异

《Acta Physiologiae Plantarum》：Natural deletion of the S6 MYB transcription factor RcMYB3L determines corolla lobe color variation in Rehmannia chingii

　　

摘要

Rehmannia chingii f. purpureo-punctata（f. pp）具有独特的白色花冠裂片，但决定其花色形成的分子机制尚不清楚。本研究发现，与典型变型R. chingii f. chingii（f. ch）相比，R. chingii f. pp花冠裂片中的花青素含量降低了92.13%，确立了花青素积累减少是其花冠颜色改变的主要原因。遗传分析表明，R. chingii f. pp的花冠颜色受单个隐性基因控制。比较转录组分析进一步显示，与R. chingii f. ch相比，R. chingii f. pp中类黄酮生物合成途径相关基因表达下调，其中参与花青素生物合成的六个结构基因的表达显著降低。对R. chingii f. pp的全基因组重测序发现Rch13d0748基因（命名为RcMYB3L）存在缺失，该基因属于MYB S6亚家族成员。在心叶烟（Nicotiana benthamiana）叶片中的瞬时表达实验表明，RcMYB3L可激活花青素积累，证实其作为花青素途径正调控因子的作用。在地黄（R. glutinosa）中稳定过表达RcMYB3L后，其叶片、叶柄和块根中均积累了大量花青素，且花青素生物合成途径中的关键催化酶基因在这些转基因植株中显著上调。本研究揭示了R. chingii f. pp白色花冠形成的分子机制，鉴定了花青素合成的正调控因子RcMYB3L，丰富了对R. chingii花色调控的认知，为该物种花色的定向改良奠定了基础。