西北农林科技大学果树逆境生物学团队在苹果类黄酮研究方面取得新进展

xueyan35 · 发表于 2021-8-10 16:42

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类黄酮主要包括查尔酮、黄酮、异黄酮、黄烷酮、黄酮醇和花色苷等几大类化合物，在植物生长发育过程中扮演着重要角色。在诸多类黄酮化合物中，花色苷可以吸收黄绿光，使植物不同组织呈现出红、粉、紫、蓝等不同颜色。而其他类黄酮除橙酮外，绝大多数在可见光范围内没有吸收峰，对植物的颜色没有影响。

植物的驯化与进化过程存在显著区别。驯化过程中，对人类有益的性状如果实大小、质地、风味等被选择保留或加强；而在进化过程中，有利于植物生存的性状如繁殖力等被保留和加强。目前，虽然大量的红花观赏海棠品种或红肉(红花)鲜食苹果品种通过驯化已经被选育出来，然而，对于大多数经过长期进化存活至今的苹果属野生资源而言，其花色主要是白色（部分花苞时为粉色）。迄今为止，有关类黄酮是否会影响苹果属植物生长发育的研究还较少。

2021年8月1日，Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学果树逆境生物学团队题为Competition between anthocyanin and kaempferol glycosides biosynthesis affects pollen tube growth and seed set of Malus的研究论文。

本研究首次从苹果属花瓣中分离鉴定出三种黄酮醇化合物，山奈酚-3-O-木糖苷、山奈酚-3-O-阿拉伯糖苷和山奈酚-3-O-鼠李糖苷，并发现它们主要在苹果属白色花中积累，在红色花和其他器官如叶片和果实中含量极低。通过分析不同花色的苹果属种质资源和转基因苹果植株发现，在花器官中，山奈酚苷与花色苷的合成存在竞争关系。过表达MYB10的嘎啦苹果人工授粉后，MYB10转基因植株表现为花粉管伸长变慢，并且果实中正常发育的种子数量下降。利用不同的类黄酮化合物外源处理发现，与花色苷和槲皮素苷不同，山奈酚苷特别是山奈酚-3-O-鼠李糖苷可以调控苹果属植物的花粉管发育和种子数量。研究还表明，苹果属花器官中的山奈酚苷可能通过生长素、热激蛋白、钙离子等信号通路影响了花粉管的伸长和种子发育。相关研究成果从生长发育调控方面，进一步丰富了苹果类黄酮的生物学功能。

Fig. 1 The phenotypes and seed numbers ofdifferent genotypes of Malus plants.

西北农林科技大学果树逆境生物学团队已毕业博士陈为峰(现工作单位湖南省农科院)和肖郑操(现工作单位西北大学)为论文并列第一作者，李鹏民教授为论文通讯作者。该研究为西北农林科技大学和新西兰皇家植物与食品研究院(PFR)合作完成。PFR的Kui Lin-Wang博士与Richard Espley博士参与了本研究工作。本研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助，及旱区作物逆境生物学国家重点实验室实验平台相关人员的技术指导。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41438-021-00609-9