滇牡丹花色素转运机制取得重要进展：PdGSTs承担重要角色

　　4月29日，林业所花卉育种与栽培团队以“PdGSTF1, PdGSTU3, and PdGSTU5 are essential for the accumulation of isosalipurposide and other pigments in peonies”为题在《Plant Journal》（IF=6.2中科院一区）期刊上发表研究成果。
　　牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）素有花中之王的美誉，经过长期栽培选育已形成红、粉、白、黄、紫、黑、绿、蓝及复色九大色系。其中黄色观赏牡丹品种较为稀缺，培育纯黄色牡丹品种已成为育种工作的重要目标之一。目前市场上常见的黄色牡丹品种多源自滇牡丹（Paeonia delavayi var. lutea）。由于牡丹不同亚群间杂交困难，分子育种技术已成为新品种培育的有效手段。开展滇牡丹色素转运的分子机制研究，可以为今后的分子育种工作提供理论支持和有效的遗传资源。植物呈色过程中，色素转运与谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）密切相关。异杞柳苷（isosalipurposide/ISP）是决定牡丹黄色表型的关键物质，但其在花瓣中的合成与转运机制尚未明确。
　　针对上述问题，林业所花卉育种与栽培团队对滇牡丹三个发育阶段的花瓣进行代谢组分析，结合转录组数据系统解析了GST基因家族特征。通过转录组数据挖掘共鉴定出42个滇牡丹GST基因，其中PdGSTF1、PdGSTU3和PdGSTU5的分子对接结果显示这些蛋白具有结合多种类黄酮化合物的能力。病毒诱导基因沉默（VIGS）和过表达实验证实，PdGSTF1、PdGSTU3和PdGSTU5不仅能转运异杞柳苷，还可介导黄酮苷、黄酮醇苷和花色素苷等多种色素的转运。进一步通过酵母双杂交（Y2H）和双分子荧光互补（BiFC）实验，发现PdMYB2能与PdGSTF1和PdGSTU3互作，共同参与类黄酮化合物的转运调控。该研究结果阐明了关键候选PdGSTs在滇牡丹色素运输中的作用，并揭示了其潜在的分子机制。
　　林业所博士研究生袁梦为论文第一作者，王雁研究员、周琳副研究员为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划项目（2018YFD1000405）和国家自然科学基金项目（31972456）的资助。（王雁）
　　　　中国林科院 　2025-05-08

关键词 滇牡丹  花色素  转运机制  PdGSTs  分子育种  图片