我院城市林业团队主要从事园林植物花色花香等观赏性状形成机制的研究。近日，该团队在紫丁香全基因组及花色转变分子机制、金鱼草花香转录调控方面取得新进展，相关成果分别发表在Nature旗下期刊Communications Biology和植物科学领域Top期刊Frontiers in Plant Science。
2022年7月9日，Communications Biology在线发表题为Lilac (Syringa oblata) genome provides insights into its evolution and molecular mechanism of petal color change的研究论文。该研究通过多组学分析，深入揭示了丁香植物进化及花色变化调控机制，为今后丁香的功能研究和分子育种奠定了基础。
丁香属（Syringa）植物为木犀科（Oleaceae）多年生灌木或小乔木，由于生境多样、适应性广泛、观赏性状独特而深受世界人民喜爱。中国拥有丁香属大部分野生资源,是公认的丁香属植物的自然分布中心和栽培起源中心。其中，紫丁香（Syringa oblataLindl.）作为该属中栽培最为广泛的生态观赏树种，已有千余年的栽培历史，其花期早、花序大、花香独特、花色淡雅，尤其是其优雅的紫色花瓣，在木本开花植物中少有，盛花时犹如紫霞漫天，具有极高的观赏价值，广泛应用于世界园林中。近代诗人冯文洵曾写《丁香》高度总结其观赏价值，诗曰：“丁香花折两三枝，清水铜瓶供养之。喜看紫云铺几席，静闻香雪沁心脾。”
针对紫丁香花色伴随开花进程发生转变的科学问题，该研究结合Nanopore长读长测序与Hi-C技术，获得了紫丁香染色体级别的基因组组装1.05GB，锚定在23条染色体上，并注释到35313个蛋白质编码的基因，揭示了木犀科植物共有的全基因组复制事件；通过开花过程时间序列取样，进行代谢动力学分析，查清了伴随开花紫丁香花色的代谢动态变化，其中，飞燕草素-3-O-芸香糖苷（Dp3Ru）和矢车菊素-3-O-芸香糖苷（Cy3Ru）两种花青苷起到关键作用；明确了花色相关代谢通路，并对相关基因进行表达分析，结合代谢组与转录组分析，构建了基于时间序列的花色代谢产物与基因共表达网络，揭示出与花色变化相关的等级基因调控网络，发现WRKY是初花期（从紫红色到蓝紫色）重要调节因子，ERF则在花色转变期（从紫色到浅紫色近白色）起重要作用，而MBW复合物参与花色变化的整个过程。
北京林业大学与新葡3522新地址林木分子设计高精尖创新中心联合培养博士生马波、新葡3522新地址青年教师吴静和北京林业大学高精尖中心博士生史天乐为论文共同第一作者。新葡3522新地址冷平生教授、胡增辉教授和北京林业大学毛建丰副教授为共同通讯作者。该工作得到国家重点研发项目、北京市教委-自然科学基金委联合科技计划重点项目资助。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s42003-022-03646-9
2022年7月1日，Frontiers in Plant Science在线发表了题为AmMYB24 Regulates Floral Terpenoid Biosynthesis Induced by Blue Light in Snapdragon Flowers的研究论文。该研究首次揭示了蓝光诱导萜类花香生物合成的分子调控机制。
光不仅提供植物生长所需能量，也是一种重要环境信号，但光质是如何影响花香合成的分子机制尚不清楚。该团队利用花卉植物金鱼草开展研究，前期发现，经蓝光照射后，金鱼草主要花香成分罗勒烯和月桂烯释放量显著增加，合成酶基因表达量也明显升高。在本研究中，该团队通过对不同光质处理后花瓣转录组进行分析，筛选出蓝光下高表达的两个转录因子AmMYB24和AmMYB63，其中，AmMYB24的表达与罗勒烯合成酶基因AmOCS高度一致。对AmMYB24进行过表达与沉默后，AmOCS的表达及罗勒烯释放量分别显著上调与下调。进一步研究表明，AmMYB24能够直接结合到AmOCS启动子的MYBCOREATCYCB1基序上，从而激活AmOCS的表达。植物光信号传递是由光受体感应光信号开始的，通过酵母双杂及双分子荧光互补实验证明，AmMYB24与蓝光受体AmCRY1存在相互作用，沉默AmCRY1基因后AmMYB24的转录激活活性降低，AmOCS表达及罗勒烯释放量明显下降。由此提出，蓝光首先激活AmCRY1，而后通过互作活化AmMYB24；之后，AmMYB24通过结合AmOCS启动子上的MYBCOREATCYCB1基序激活其表达，从而导致大量罗勒烯的合成和释放。
园林学院硕士研究生韩嘉宁为论文第一作者，冷平生教授和青年教师吴静为通讯作者，胡增辉教授参与了该项工作。该工作得到国家重点研究开发项目、北京市教委-自然科学基金委联合科技计划重点项目与国家自然科学基金项目资助。
原文链接：
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.885168/full
