武汉植物园解析亚洲莲花色调控机制

本网讯  记者柏斌  林祖斌报道 在日前召开的第五届全国睡莲学术研讨会上，中国科学院武汉植物园莲种质资源与遗传育种学科组高级工程师杨东在以“荷花为何有红有白”为题的报告中，解析了亚洲莲红白花色的分子调控机制。

据了解，莲科莲属植物是重要的观赏水生花卉，但仅亚洲莲和美洲黄莲两个种。亚洲莲（又称荷花）是一种古老的双子叶植物，虽然花青素、叶绿素、类胡萝卜素、甜菜素等自然界中色素的存在使植物色彩斑斓，但亚洲莲花色有红色和白色两种。杨美研究员领衔的该团队，通过在正向遗传学研究，明确了NnMYB5是控制亚洲莲花色的关键基因。

杨东在报告中介绍说，花青素是荷花花瓣呈色的主要色素，荷花花瓣红色的花青素含量呈正相关。红花亚洲莲的DNA里存在一段序列，其中含有控制花青素合成和转运的重要基因NnMYB5。NnMYB5能够直接激活花青素转运蛋白NnGST2，从而把花青素转运到液泡内，使花瓣呈现红色。而在白花亚洲莲的DNA中NnMYB5的缺失，不能激活NnGST2转运花青素至液泡，花青素不能积累，花色因而呈现白色。美洲黄莲与亚洲莲不同，仅有黄色一种花色。美洲黄莲不能积累花青素可能也与NnMYB5突变有关，但与亚洲莲红白花色差异的产生是不同的调控机制。

据悉，该研究首次建立了MYB5和GST2在花瓣花色素积累中的调控关系，并证明在亚洲莲中控制花色形成的独立调节机制。这一发现揭示了莲花色多样性的分子机制，并为莲花育种中花色改良提供了分子标记。

图为：染色体4上80kb序列控制亚洲莲花瓣颜色分化

图为：莲属花色差异的分子调控机制模型

图为：白花莲‘早白雪’

图为：莲品种‘中国古代莲’