花生作為我國重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，在保障食用油安全方面發(fā)揮著重要作用。白色種皮花生的色素物質(zhì)含量較低，由其榨取的油品呈透明淺黃色，能顯著提高花生油的加工效率，使其在生產(chǎn)環(huán)節(jié)更具優(yōu)勢，同時(shí)白色種皮花生本身也是加工特色花生食品的優(yōu)質(zhì)原料。因此，深入探究花生白色種皮的形成機(jī)制，培育白色種皮花生新品種，能夠?yàn)榛ㄉN皮顏色調(diào)控等相關(guān)研究提供依據(jù)，提升花生經(jīng)濟(jì)價(jià)值，推動花生產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展。

 

　　近日，種質(zhì)資源所特色作物資源與分子技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《Theoretical and Applied Genetics》（IF=4.2 中科院一區(qū)Top）發(fā)表題為“Mutations of two AhTT8 genes reduce the accumulation of anthocyanins and confer the white testa of peanut （Arachis hypogaea L.）”的論文，該研究以白色種皮花生‘開農(nóng)白’和‘FZ001’為研究材料，通過精細(xì)定位和擬南芥遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，成功鑒定并解析了調(diào)控花生白色種皮的關(guān)鍵基因。研究首次闡明了花生白色種皮性狀的遺傳調(diào)控機(jī)制，為培育優(yōu)良白色種皮花生新品種提供了重要的分子基礎(chǔ)。

 

　　研究發(fā)現(xiàn)，栽培花生作為異源四倍體，其兩個(gè)同源AhTT8基因發(fā)生突變，導(dǎo)致花生白色種皮性狀。通過白色和粉色種皮比較轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)白色種皮中關(guān)鍵調(diào)控因子，如MBW復(fù)合體成員AhMYB5（A2IWKV）、AhTTG1（L6JJW9）及AhTT8的表達(dá)水平均顯著下調(diào)。在結(jié)構(gòu)基因方面，CHI、F3H、DFR、ANS等花青素合成關(guān)鍵酶基因的表達(dá)水平均顯著下調(diào)，而FLS基因表達(dá)水平上調(diào)，這可能與其在二氫黃酮醇競爭性轉(zhuǎn)化中的作用有關(guān)。研究推測，AhTT8基因突變導(dǎo)致其轉(zhuǎn)錄本水平顯著降低，從而阻礙了MBW復(fù)合體的正常形成，進(jìn)而抑制了花青素和原花青素合成通路的激活，研究人員進(jìn)一步在模式植物擬南芥中驗(yàn)證了花生 AhTT8 基因?qū)ΨN皮顏色的調(diào)控作用。該研究首次鑒定出決定花生白色種皮性狀的關(guān)鍵基因AhTT8，并深入解析了其調(diào)控機(jī)制，為花生白色種皮分子育種提供了理論依據(jù)和靶點(diǎn)。

 

　　種質(zhì)資源所特色作物資源與分子技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)博士后訾海玲和山東師范大學(xué)碩士研究生丁雅欣為該論文的共同第一作者，夏晗研究員為通訊作者。臨沂農(nóng)業(yè)科學(xué)院方瑞元、李新新，碩士研究生宋志遠(yuǎn)、黃懷玲也參與了該研究，王興軍研究員、趙傳志研究員、李娜娜研究員和山東師范大學(xué)樊守金教授對該研究進(jìn)行了指導(dǎo)和幫助。該項(xiàng)研究得到山東省良種工程、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、濟(jì)南市“新高校20條”、院創(chuàng)新工程、泰山學(xué)者工程等項(xiàng)目的資助。

 

　　近年來，該團(tuán)隊(duì)圍繞花生等作物的種質(zhì)資源收集、精準(zhǔn)鑒定，關(guān)鍵品質(zhì)性狀的遺傳解析，基因挖掘和分子育種技術(shù)等一系列重要科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)開展系統(tǒng)深入的研究。近5年，團(tuán)隊(duì)在Plant Biotechnology Journal、The Plant Journal、Plant Physiology、Nucleic Acids Research、Theoretical and Applied Genetics、Journal of Integrative Agriculture、Industrial Crops and Products等期刊發(fā)表高水平研究論文20余篇。（撰稿：夏晗  核稿：張正）