科學家揭示非洲堇花色模式的關鍵基因調控機制

编辑者: Vera Mo

日本近畿大學(Kindai University)的研究團隊,由教授細川宗孝(Munetaka Hosokawa)與博士倉田大地(Daichi Kurata)領導,在非洲堇(學名:Saintpaulia ionantha)花瓣色彩模式的研究上取得了突破性進展。該研究推翻了先前認為的「周緣嵌合體」理論,指出單一基因「SiMYB2」在調控非洲堇花色多樣性上扮演著關鍵角色。此研究成果已發表於《新植物學家》(New Phytologist)期刊。

非洲堇以其豐富多變的花色聞名,特別是帶有白色條紋的花朵,過去普遍認為是花瓣中不同基因組成細胞層造成的「周緣嵌合體」所致。然而,近期的研究透過組織培養技術,成功培育出粉色、白色及帶有白色條紋的非洲堇植株,並深入分析其遺傳機制。研究發現,粉色花瓣的類黃酮(anthocyanin)含量顯著高於白色花瓣,且白色花瓣中的類黃酮生物合成關鍵基因呈現被抑制狀態。透過基因組定序與分析,SiMYB2基因被確認為影響色素不穩定性的關鍵基因。

研究團隊進一步發現,SiMYB2基因會產生兩種不同的轉錄本:SiMYB2-Long在有色組織中表達,而SiMYB2-Short則在無色組織中表達。這兩種轉錄本的差異性表達直接影響了類黃酮的累積,進而決定了花瓣的色彩與模式。此發現不僅挑戰了長久以來關於非洲堇花色模式的傳統觀念,更突顯了特定基因調控在創造多樣化花色上的重要性。

細川教授表示,儘管人類在育種過程中長期利用突變,但花卉模式形成的遺傳基礎仍處於早期階段。他預計在未來五到十年內,隨著對花卉模式遺傳學理解的加深,將能更精準地培育出具有特定花色模式的花卉。這項研究獲得了日本科學協會的笹川科學研究補助金以及近畿大學農業技術與創新研究所的資助支持,為觀賞植物的育種開闢了新的可能性。

來源

  • Innovations Report

  • Phys.org

  • EurekAlert!

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