OPR | 浙江农林大学张超和付建新团队在百日草花瓣类胡萝卜素代谢方面取得新进展

百日草（Zinnia elegans）是菊科百日草属的一年生草本花卉，其花色丰富、花期长、抗性强，是重要的园林绿化、盆花和切花材料。类胡萝卜素是影响百日草花瓣呈色的主要色素物质之一，类胡萝卜素裂解双加氧酶基因调控百日草花瓣类胡萝卜素代谢影响花色的作用机制尚不清楚。

2024年2月，Ornamental Plant Research 在线发表了浙江农林大学风景园林与建筑学院张超和付建新团队题为Carotenoid cleavage dioxygenase catalyzes carotenoid degradation and regulates carotenoid accumulation and petal coloration in Zinnia elegans 的研究论文。

本研究首先对百日草不同花色品种花瓣4个发育阶段总类胡萝卜素含量进行了测定（图1）。从百日草花瓣转录组中鉴定出1个CCD1 同源基因和2个CCD4 同源基因。利用大肠杆菌色素互补系统证实，这3个ZeCCDs 基因在大肠杆菌细胞中可以裂解β-胡萝卜素、ε-胡萝卜素、玉米黄素和番茄红素，其中ZeCCD1 的裂解活性最强。

图1 百日草花瓣中总类胡萝卜素含量

利用qPCR 分析了ZeCCDs 在不同花色品种花瓣中的表达模式（图2）发现，ZeCCD1 和ZeCCD4-2 在红色品种DRE中表达量最高、在黄色品种DY中表达量最低，表明这2个基因的表达水平与不同花色品种花瓣总类胡萝卜素含量呈显著负相关。亚细胞定位结果显示ZeCCD1 定位于细胞质中，而ZeCCD4-1 和ZeCCD4-2 定位于叶绿体中。

图2 ZeCCDs 的表达模式

以上结果表明ZeCCD4-2 在百日草类胡萝卜素裂解中起着更重要的作用，并影响舌状花的花瓣着色。该研究初步揭示了类胡萝卜素裂解双加氧酶基因在百日草类胡萝卜素积累中的作用，为进一步揭示百日草类胡萝卜素代谢及其调控机制奠定基础。

浙江农林大学风景园林与建筑学院张超副教授和付建新副教授为论文的共同通讯作者，硕士研究生卿洪生和柳欣悦为论文共同第一作者，硕士研究生陈佳红、李莉和钱婕妤参与了本课题的部分工作。本研究得到了浙江省自然科学基金项目的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.48130/opr-0024-0003

特邀作者：柳欣悦

编辑：顾笑寅

审核：史安琪

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About Ornamental Plant Research

Ornamental Plant Research 是一本开放获取的期刊，致力于传播观赏植物领域的最新研究进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述、评论、观点以及应用性论文。期刊主编由美国佛罗里达大学食品与农业科学学院陈建军教授担任。目前期刊已被Scopus、DOAJ、CABI等数据库收录。

期刊官网：

www.maxapress.com/opr

投稿链接：

mc03.manuscriptcentral.com/ornpr

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