近日，园艺学院余义勋教授课题组在国际著名期刊Horticulture Research（中科院一区Top）上在线发表了题为“Co-silencing of PhENO1 and PhPPT alters anthocyanin production by reducing phosphoenolpyruvate supply in petunia flower”的研究论文。
花青素是植物界中重要的天然色素，不仅使得花朵拥有了绚丽多彩的色泽，也加强了植物抵抗逆境的能力。质体中磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）是花青素合成的关键前体物质，为其合成提供分子骨架。植物细胞质体中PEP可能有三种来源途径：PPT蛋白介导的细胞质输入途径、质体内ENO酶或PPDK酶催化合成途径，但具体哪条路径主导花青素合成尚不可知。
该研究发现，单独沉默PhENO1、PhPPT或PhPPDK或者是共同沉默PhENO1和PhPPDK或PhPPT和PPDK均未引起矮牵牛的表型发生变化。仅当PhENO1与PhPPT共同沉默时，矮牵牛花色显著变浅，花青素含量显著下降，PEP水平显著下降了52%，莽草酸、类黄酮、芳香族氨基酸等代谢物同步下降，但花青素合成相关的关键基因表达量未受影响。研究还发现三重沉默PhENO1/PhPPT/PhPPDK的植株表型与共同沉默PhENO1和PhPPT表型一致。另基于荧光蛋白标记实验显示PhENO1与PhPPT蛋白分别定位于质体基质和膜系统，从而最终确定质体中PEP主要来源于质体内部ENO1催化生成和PPT介导的跨膜运输，而并非是PhPPDK催化生成。该研究结果为花色分子育种提供了新路径。
园艺学院博士研究生李欣（已毕业）和曹嘉浩为该文的共同第一作者，余义勋教授和刘娟旭副教授为该文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
文图/园艺学院
