农业生物技术学报

作者：黄丽, 杨捷, 吕博, 宋居荣, 陈锋, 过聪, 杨园园, 向发云, 许本波

单位：1 长江大学 湿地生态与农业利用教育部工程研究中心,荆州 434025;2 湖北省农业科学院 经济作物研究所/湖北省花卉研究中心,武汉 430064

关键词：东方百合,花青苷,光照,SPA1,基因表达,

基金：湖北省重点研发计划(2024BBB022); 湖北省国际科技合作项目(2024EHA022); 湖北省农业科技创新中心项目(2024-620-000-001-008); 中国博士后科学基金(2023M731036)

花青苷是百合(Lilium brownii var. viridulum)花色呈色的关键物质之一,其生物合成易受到多种环境因素的影响。SPA1 (suppressor of phyA‐105)转录因子在植物光信号转导调控过程中扮演着重要角色。为了深入理解LhSPA1基因在光诱导东方百合(Lilium oriental hybrid)花青苷调控机制中的功能,本研究以东方百合品种'红马丁'为材料,对经过不同光照处理的百合花蕾中花青苷的含量差异进行比较,并对完全显色期的花蕾花被片进行超高效液相色谱串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)检测;结合前期转录组数据,对LhSPA1基因进行克隆和生物信息学分析;利用qRT-PCR分析不同光照条件下花青苷生物合成相关基因的表达水平。结果表明,'红马丁'花被片中的主要呈色成分为矢车菊素和天竺葵素。遮光处理降低了百合花蕾中花青苷的积累。基因表达分析结果表明,遮光处理导致了花青苷生物合成相关基因的表达下调,但LhSPA1基因表达量显著高于正常光照条件(P<0.05)。LhSPA1基因(GenBank No. PQ499086)编码序列长度为2 931 bp,编码976个氨基酸。进化树分析结果表明,LhSPA1蛋白与单子叶植物玉米(Zea mays)的ZmSPA1蛋白的进化关系较近。序列分析表明,LhSPA1蛋白与其他物种的SPA1蛋白具有相似的保守结构域。亚细胞定位结果表明,LhSPA1蛋白荧光信号位于烟草(Nicotiana tabacum)细胞核中。在百合花被片中瞬时过表达LhSPA1和组成型光形态建成蛋白1 (constitutive photomorphogenic 1, COP1)基因会导致百合花色变浅。综上所述,LhSPA1基因可能在光诱导百合花青苷生物合成过程中发挥重要作用。本研究为解析光信号调控百合花青苷生物合成通路的分子机制提供了参考。

来源：2025年第5期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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