青島日報社/觀海新聞9月24日訊   生活中，綠色牡丹較為少見，也非常珍貴。日前，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與林學(xué)院郝青副教授課題組在國際期刊《Journal of Advanced Research》在線發(fā)表了研究論文《葉綠素酶（PsCLH1）和捕光天線蛋白（PsLhcb1和PsLhcb5）調(diào)控牡丹“綠幕隱玉”綠色花瓣呈色的分子機制）》，從葉綠素和花青苷代謝平衡關(guān)系角度解析了綠牡丹花色呈色機制，揭開了“綠牡丹為什么綠的生命奧秘”，為牡丹花色形成機制和花色育種提供了科學(xué)依據(jù)和基因資源。

花是被子植物重要的繁殖器官，以花為基礎(chǔ)的傳粉者吸引機制是植物進化史上最具有適應(yīng)意義的機制之一。為了吸引蜜蜂、蝴蝶或鳥類等傳粉者，植物進化出了各種顏色的花。具有綠色花并不是一種自然界常見的適應(yīng)性狀，對于昆蟲等傳粉者的視覺系統(tǒng)，綠色花和綠葉的反射光譜難以區(qū)分，導(dǎo)致?lián)碛芯G色花的植物在自然界中十分罕見。

不過，綠色花卻很受市場和消費者的歡迎。菊花、月季、馬蹄蓮等為數(shù)不多的物種已培育出了稀缺的綠色花品種。然而，目前對于綠色花的花色呈色機制研究尚顯不足。牡丹花大色艷、雍容華貴，在漫長的栽培馴化和品種選育過程中，形成了白、紅、紫、黑、藍、黃、粉、綠和復(fù)色九大色系，其中綠色系品種具有獨特的美感和珍稀性，開花過程中花瓣顏色由綠色轉(zhuǎn)變?yōu)榉凵虬咨?，這種變色機制是研究葉綠素和類黃酮代謝平衡關(guān)系模式系統(tǒng)的優(yōu)良材料，具有較高的科研與商業(yè)價值。

郝青課題組以綠牡丹代表品種“綠幕隱玉”為研究對象，發(fā)現(xiàn)其僅在花朵初開期呈現(xiàn)綠色，隨著花朵開放，綠色會逐漸褪去，轉(zhuǎn)變?yōu)榈凵?。他們針對牡丹開花不同階段花瓣中葉綠素和總花青素含量變化、花瓣表皮細胞排列差異，確定了“綠幕隱玉”花瓣呈色的關(guān)鍵時期并進行轉(zhuǎn)錄組分析，系統(tǒng)解析了“綠幕隱玉”花瓣呈色過程中葉綠素降解及花青素合成途徑中關(guān)鍵酶基因表達水平的變化。課題組最終篩選到了3個關(guān)鍵基因，分別是葉綠素酶PsCLH1，捕光天線蛋白PsLhcb1和PsLhcb5。課題組分別在煙草植株中的過表達、在“綠幕隱玉”花瓣中的沉默3個關(guān)鍵基因，發(fā)現(xiàn)PsCLH1降低了“綠幕隱玉”花瓣的葉綠素含量，促進了花瓣的褪綠；而PsLhcb1和PsLhcb5提高了花瓣的葉綠素含量，抑制了花瓣的褪綠。

本研究結(jié)合已經(jīng)發(fā)布的“鳳丹”牡丹基因組數(shù)據(jù)，對牡丹中Lhcs家族序列進行分析，并對PsCLH1，PsLhcb1及PsLhcb5共表達網(wǎng)絡(luò)等進行分析，最終提出了一個調(diào)控“綠幕隱玉”花瓣中葉綠素和花青素代謝平衡的模型，從全新角度解析了綠牡丹花色呈色機制，為牡丹花色育種奠定了理論基礎(chǔ)。

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)為該成果的第一完成單位，郝青和已畢業(yè)研究生李彤彤為該論文共同第一作者，中科院植物研究所舒慶艷研究員和李旸助理研究員為該論文通訊作者。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生魯高杰、顧燦燦，已畢業(yè)研究生王碩以及聊城大學(xué)李真博士、中科院植物研究所博士研究生孔凡也參與了該研究。本研究得到了國家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金項目的資助。（青島日報/觀海新聞記者 王世鋒）

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