金花茶得益于其金黄色的花朵,素有“山茶女王”的美誉。上世纪六十年代首先在广西发现野生资源,作为一种珍贵而稀有的资源自然引起育种工作者尝试来应用于品种选育,但是经过半个多世纪的努力,利用传统育种方法培育的金花茶杂种后代并没有展现出预期的金黄色花朵。其中一个重要原因在于对于金花茶花朵颜色合成与调控的机制一直不清楚,这也导致了育种利用进程的缓慢。 对金花茶金黄色花瓣分析发现含有大量的类黄酮和类胡萝卜素类色素成分,比如quercetin-7-O-glycoside(Qu7G)、quercetin-3-O-glycoside(Qu3G)、quercetin、xanthophyll、neoxanthin等,虽然类胡萝卜素类对黄色的贡献要大于类黄酮类色素成分,但是它们两类的协同效应一定程度上增强了黄色的程度。 对于类黄酮和类胡萝卜素类的合成途径及相关调控基因在其他植物中都已有广泛研究,但是在金花茶中的研究还很有限,在一项研究中,作者利用RNA-seq技术对金花茶花朵发育不同阶段的基因表达进行了探究。通过差异表达基因鉴定以及与不同阶段花瓣色素成分的共表达网络分析表明八氢番茄红素合成酶基因、β-胡萝卜素-3-羟化酶基因、辣椒黄素合酶基因在金花茶中协同调控类胡萝卜素合成,而CHS、F3H、ANS、FLS等基因在黄酮醇和花青素形成过程中发挥着重要作用;其中PSY和CrtZ的高表达促进了类胡萝卜素的合成,CHS和FLS的表达促进了黄酮醇的生成;金黄色花朵是花瓣中类胡萝卜素和黄酮醇糖苷积累的结果。通过基因工程手段增加类胡萝卜素和黄酮醇类的合成减少花青素的合成在其他植物中已实现,因此对于金花茶的选育可通过定向调控这些相关基因的表达来实现。 |