茄子（Solanum melongena）的种植面积在设施蔬菜栽培中位居第四位，具有较高的保健和经济价值。自然界中，茄子果皮颜色多种多样，主要包括深紫色、紫红色、浅紫色、橙色、白色和绿色。前期利用代谢组学分析已经明确飞燕草素在类黄酮中所占比例与茄子颜色紧密相关，且SmMYB113作为茄子花青素合成的关键调控因子，其诱导合成的花青素也主要为飞燕草素。由此可知，SmMYB113是茄子不同颜色形成的关键因子之一，但其在果皮不同颜色形成中的调控机制尚未可知。探究茄子不同果皮颜色形成的分子机制，将有助于后续茄子种质资源的开发利用，为茄子品质育种提供分子标记和理论依据。
2023年9月4日，园艺科学与工程学院杨凤娟教授团队在Horticulture Research上发表了题为“RNA-sequencing analysis reveals novel genes involved in the different peel color formation in eggplant”的研究论文。研究利用RNA-seq鉴定了5个与果皮颜色差异有关的新基因，它们在茄子青素积累中起重要作用并需要依赖于SmMYB113。研究结果拓宽了对茄子果皮颜色形成分子机制的了解，并将有助于茄子的分子育种。
该研究首先采用三种分析策略对从6个茄子品种果皮中获得的RNA-seq数据进行了分析，共筛选到27个可能与茄子不同颜色形成相关的差异表达基因。以两个SmMYB113茄子过表达株系和野生型植株为试材，对果实快速生长期的果皮和果肉进行RNA-Seq分析，共锁定32个新基因可能受到SmMYB113的调控。对上述发现的新基因进行Venn分析，发现5个被注释为SmCytb5、SmGST、SmMATE、SmASAT3和SmF3’5’M的基因既可能与不同颜色形成相关，又可能受到SmMYB113的诱导。果皮瞬时表达实验发现，这5个基因对茄子皮中花青素的积累起着重要作用。酵母单杂交、电泳迁移率变动分析和双荧光素酶分析表明，SmMYB113蛋白可以直接结合这五个基因启动子上的顺式作用元件，并激活基因表达。综上，该研究提出了茄子不同果皮颜色形成的调控模型。研究结果增强了我们对茄子果皮颜色形成的理解，并有助于类黄酮、花青素生物合成和分子育种的后续研究。
图1 所用实验材料表型和5个新基因的功能及转录调控分析
图2 茄子不同果皮颜色形成的调控模型
园艺科学与工程学院青年教师李静和在读硕士研究生蒋森林为本论文的第一作者，杨凤娟教授为该论文的通讯作者。该成果得到了山东省自然科学基金青年基金项目、山东省自然科学基金重点项目、国家自然科学基金和山东省重点研发项目的资助。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
