Page 120 - 《广西植物》2024年第7期

１ ３ ２ ０ 广 西 植 物 ４４ 卷
ａｎｄ ｈｉｇｈ￣ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ＲＮＡ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２５７ ａｎｄ ３５７ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｃｈａｎｇｅｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ (ＳＣＭｓ) ｗｅｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｏｎ (ＰＯＳ) ｍｏｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｉｏｎ
(ＮＥＧ) ｍｏｄｅ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｇｒｅｅｎ ｌｅａｖｅｓꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｍｅ ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｑｕｅｒｃｅｔｉｎꎬ ｌｅｕｃｏｃｙａｎｉｄｉｎꎬ ｍｙｒｉｃｅｔｉｎ
ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｇｌｕｃｏｓｉｄｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ (ｐｙｒａｎｏｄｅｌｐｈｉｎｉｎ Ａꎬ ｉｓｏｒｈａｍｎｅｔｉｎ ３￣ｇｌｕｃｕｒｏｎｉｄｅꎬ ｅｔｃ. ) ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎ ｍｕｔａｎｔ
ｌｅａｖｅｓꎬ ｂｕｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｂꎬ ａｎｄ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ. ( ２ ) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ４ １４６
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ ( ＤＥＧｓ) ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄꎬ ｏｆ ｗｈｉｃｈ １ ７１１ ｗｅｒｅ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｎｄ ２ ４３５ ｗｅｒｅ ｄｏｗｎ￣
ｒｅｇｕｌａｔｅｄ. ( ３ ) ＫＥＧＧ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＳＣＭｓ ａｎｄ ＤＥＧｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｉｎ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ
ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ａｎｄ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ
ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｄｒｉｖｉｎｇ ｔｈｅ ｌｅａｆ
ｅｔｉｏｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｍｕｔａｎｔ Ｑ. ｇｉｌｖａ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｇｅｎｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＭＹＢ ａｎｄ ｂＨＬＨ ｆａｍｉｌｉｅｓ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｉｎ
ｍｕｔａｎｔ ｌｅａｖｅｓꎬ ｃｏｎｆｉｒｍｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｆｌａｖｏｎｏｉｄ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ. Ｔｈｉｓ
ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｎｅｗ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｉｎｓｉｇｈｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｏｆ ｌｅａｆ ｅｔｉｏｌａｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ
ｌｅａｆ ｃｏｌｏｒ￣ｒｅｌａｔｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｌａｎｄｓｃａｐｅ ｐｌａｎｔ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｑｕｅｒｃｕｓ ｇｉｌｖａꎬ ｌｅａｆ￣ｃｏｌｏｒ ｍｕｔａｎｔꎬ ｅｔｉｏｌａｔｉｏｎꎬ ｍｅｔａｂｏｌｏｍｅꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ

叶色突变是指植物在生长发育过程中发生的 高通量 测 序 技 术ꎬ 从 黄 山 栾 树 品 种 ‘ 金 焰 彩 栾’
叶色变化现象(刘新亮等ꎬ２０１７)ꎮ 叶色突变易于鉴 (Ｋｏｅｌｒｅｕｔｅｒｉａ ｂｉｐｉｎｎａｔａ ｖａｒ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉｏｌａ ‘Ｊｉｎｙａｎ’)中
别ꎬＧｕｓｔａｆｓｓｏｎ 最早将其分为条纹、斑点、浅绿、黄化 检测出 ９ 个叶绿素代谢和 １４ 个类胡萝卜素生物合
和白 化 ５ 类 ( Ｇｕｓｔａｆｓｓｏｎꎬ １９４２)ꎬ 此 后 Ｍａｎｊａｙａ 和 成的关键基因ꎮ Ｗａｎｇ 等(２０２２)采用多组学方法对
Ｎａｎｄａｎｗａｒ(２００７)又进一步细分出黄绿、紫叶、类病 杂交构树的黄叶突变体进行研究ꎬ揭示了金黄叶色
斑等类型ꎮ 黄化是其中一种重要的突变类型ꎬ黄化 表型的形成与光合色素的含量与比例变化以及叶
突变体常被用于植物光合生理(张晨禹等ꎬ２０１９)、 绿体结构和功能缺陷有关ꎮ Ｙａｍａｓｈｉｔａ 等(２０２１) 对
叶绿体超微结构(李淑培等ꎬ２０２３)、叶绿素生物合 茶树黄化品种(Ｃａｍｅｌｌｉａ ｓｉｎｅｎｓｉｓ ‘Ｋｏｇａｎｅｍｉｄｏｒｉ’)的
成(Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１４) 等研究ꎮ 此外ꎬ黄化突变在育 叶绿素代谢和氨基酸积累机制进行了探究ꎬ表明供
种领域也有重要应用ꎬ许多“金叶”类园林植物品种 试品种的黄化表型是由于叶绿体发育和叶绿素合
都来自黄化突变ꎬ如‘ 金叶国槐’ ( Ｓｏｐｈｏｒａ ｊａｐｏｎｉｃａ 成相关基因缺乏所致ꎬ高氨基酸则源于代谢相关基
‘Ａｕｒｅａ’)ꎬ‘中华金叶榆’ (Ｕｌｍｕｓ ｐｕｍｉｌａ ‘Ｊｉｎｙｅ’)ꎬ 因的上调表达所引起的广泛蛋白质降解ꎮ Ｌｕｏ 等
‘金叶鸡爪槭’ (Ａｃｅｒ ｐａｌｍａｔｕｍ ‘Ａｕｒｅａ’) 等ꎮ 目前ꎬ (２０２２)采用转录组和代谢组联用技术ꎬ揭示了甘蔗
有关植物叶色黄化的研究集中于少数模式植物和 叶色黄化现象与叶绿素合成途径减少、光合基因表
一 些 重 要 的 农 作 物ꎬ 比 如 拟 南 芥 ( Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ 达下降、金属离子调控功能障碍以及次生代谢物质
ｔｈａｌｉａｎａ)ꎬ 水 稻 ( Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ )ꎬ 黄 瓜 ( Ｃｕｃｕｍｉｓ 改变等因素有关ꎮ 总而言之ꎬ植物叶色黄化与叶绿
ｓａｔｉｖｕｓ)等(Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１２ꎻＭａｅｋａｗａ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１５ꎻ熊兴 素代谢相关基因的突变或表达受阻有重要关系ꎮ
伟等ꎬ ２０２３ )ꎮ 在 园 林 植 物 中ꎬ 仅 在 黄 山 栾 树 此外ꎬ叶色黄化也会受到花青素、类胡萝卜素等其
(Ｋｏｅｌｒｅｕｔｅｒｉａ ｂｉｐｉｎｎａｔａ ｖａｒ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉｏｌａ)(Ｌｙｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ 他色素代谢变化的综合作用(林馨颖等ꎬ２０２２)ꎮ
２０１７)ꎬ银杏(Ｇｉｎｋｇｏ ｂｉｌｏｂａ) (Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎬ杂交 赤皮青冈(Ｑｕｅｒｃｕｓ ｇｉｌｖａ) 为壳斗科( Ｆａｇａｃｅａｅ)

构树(Ｂｒｏｕｓｓｏｎｅｔｉａ ｋａｚｉｎｏｋｉ × Ｂ. ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ)(Ｗａｎｇ ｅｔ 栎属(Ｑｕｅｒｃｕｓ)常绿乔木ꎬ主要分布于我国南方海
ａｌ.ꎬ ２０２２)等少数植物中有过报道ꎮ 拔 ３００ ~ １ ５００ ｍ 的山林地带( 中国科学院中国植
近年来ꎬ高通量测序技术被广泛用于生物组学 物志编辑委员会ꎬ１９９８)ꎮ 其木材质地坚硬ꎬ纹理
研究ꎬ能够从分子层面揭示生物现象和生物过程的 细腻ꎬ是优良的硬木用材树种ꎬ也可用于低山丘陵
发生机制(熊兴伟等ꎬ２０２３)ꎮ 并且ꎬ通过多组学的 混交造林、 林 下 补 植 和 园 林 绿 化 ( 欧 阳 泽 怡 等ꎬ

联合应用ꎬ可以更加直观地反映机体的变化水平ꎬ ２０２１ꎻ秦之旷等ꎬ２０２３)ꎮ 本研究团队于 ２０１６ 年在
为生物体静态和动态的变化提供更为深入和广阔 宁波海曙溪下育苗基地发现一株赤皮青冈播种变
的研究视野(陆小雨等ꎬ２０２０)ꎮ Ｌｙｕ 等(２０１７) 通过 异株ꎬ其成熟叶片为黄色ꎬ新叶金黄色ꎬ枝干明黄