研究人員發現桑葚花青素調控的遺傳基礎有助於改善果實顏色、營養價值和市場吸引力
最近的一項研究發現了桑葚中花青素含量背後的遺傳機制，確定了有助於改善果實顏色、營養價值和市場吸引力的關鍵基因。 透過對兩種不同桑樹栽培品種的基因組進行定序和比較，研究人員確定了關鍵的遺傳變異，並強調了MaVHAG3 在花青素生產中的重要作用。 這些發現為改善桑果性狀提供了寶貴的生物技術框架。
桑果因其鮮豔的色彩、營養價值和潛在的健康益處而備受讚譽。 花青素是紫色桑葚中的主要色素，因其抗氧化特性和對人類健康的作用而聞名，對桑果的顏色和營養品質至關重要。 然而，由於桑葚基因組複雜，了解桑葚果實中花青素調控的遺傳基礎一直是個挑戰。 基於這些挑戰，迫切需要進行深入研究，以便更好地了解和操縱桑果色素沉著。透過分析兩個桑樹栽培品種，研究人員確定了MaVHAG3在花青素累積中的遺傳變異和作用，為提高果實性狀奠定了基礎。
2024年4月23日，中國重慶西南大學的研究人員在《園藝研究》上發表了一項重要研究。 研究小組為兩個桑樹栽培品種’Zhongsang5801’（高花青素）和’Zhenzhubai’（低花青素）產生了單倍型分辨基因組組裝。 他們的綜合分析確定了桑椹花青素含量的關鍵基因和調控機制，為桑椹栽培品種的遺傳改良鋪平了道路。
與果實顏色相關的轉錄和代謝模式。 資料來源：園藝研究
這項研究包括對’Zhongsang5801’（ZS5801）和’Zhenzhubai’（ZZB）的基因組進行定序，然後對它們的基因組和轉錄組數據進行詳細的比較分析。 研究人員發現，MaVHAG3（一種液泡型H+-ATPase G3亞基基因）對花青素的累積至關重要。 透過比較不同發育階段的基因表達，他們發現ZS5801 的花青素和類黃酮含量明顯高於ZZB。 分析也揭示了黃酮醇合成酶（FLS）和二氫黃酮醇4-還原酶（DFR）基因的擴張和收縮，這些基因影響花青素生物合成路徑中的碳流。 這些發現突顯了調節桑葚果實著色的錯綜複雜的遺傳和分子過程。
通訊作者趙愛春博士評論說：”我們的研究提供了對控制桑葚中花青素含量的遺傳和分子機制的全面了解。這些見解對於開發具有更高的營養和美學品質的新栽培品種至關重要。我們產生的高品質基因組組裝將成為未來研究和育種計劃的寶貴資源。
這項研究的發現對農業和食品工業具有重要意義。 透過了解花青素調控的遺傳基礎，育種者可以培育出花青素含量較高的桑樹栽培品種，使果實具有更好的營養成分和保健功效。 此外，色素特徵的增強還能提高桑葚產品的市場吸引力。 這項研究也為進一步研究其他水果作物奠定了基礎，有可能在園藝和生物技術領域中更廣泛的應用。
編譯自/ SciTechDaily