陜西
馬鈴薯（
Solanum tuberosumL.）是全球超過十億人的主要食物來源，含有碳水化合物、蛋白質、礦物質、維生素、多酚、類胡蘿卜素、黃酮類化合物、花青素以及各種其他必需成分。自然界中馬鈴薯塊莖塊莖表皮顏色非常豐富，是影響消費者吸引力的重要品質性狀。前期研究表明，塊莖表皮中花青素的合成受多個基因座調控，其中R2R3 MYB轉錄因子MYB113被認為參與該過程。盡管MYB113存在于不同馬鈴薯品種中，但不同StMYB113的結構變異對馬鈴薯塊莖表皮著色調控機制尚不明確。
近期，青海大學農林科學院馬鈴薯團隊Horticulture Research在線發表了題為StMYB113bis a key regulator of red skin pigmentation in potato tubers的研究論文。該研究通過自然群體的全基因組關聯分析和遺傳群體的BSA-seq分析，共定位到一個調控馬鈴薯表皮為紅色的StMYB113b基因，為馬鈴薯塊莖表皮顏色的研究提供了新思路。
該研究對769份馬鈴薯自然群體塊莖表皮顏色進行全基因組關聯分析，以及青薯9號（紅色表皮）和大西洋（淡黃色表皮）的雜交后代進行BSA-seq分析，共定位到一個
StMYB113b基因。比較分析顯示，紅色表皮馬鈴薯青薯9號中的
StMYB113b與其他
StMYB113之間存在顯著的序列差異。基于這些發現，推測紅色表皮馬鈴薯中獨特的
StMYB113b變體可能調控塊莖表皮顏色的著色。構建了針對共定位的
StMYB113b基因的過表達和敲除載體。將
StMYB113b過表達載體導入黃色表皮栽培種大西洋馬鈴薯后，觀察到表皮顏色從黃色變為粉色。當將敲除載體導入栽培種青薯9號時，紅色表皮變為淡紅色。此外，在過表達
StMYB113b的大西洋馬鈴薯植株的根、莖、葉、薯肉和薯皮中，
StMYB113b的表達量顯著增加；而在敲除了
StMYB113b的栽培種青薯9號植株中，該基因的表達量顯著降低。通過花青素相關的化合物的測定，發現與野生型大西洋馬鈴薯塊莖表皮相比，過表達
StMYB113b的大西洋馬鈴薯塊莖表皮中飛燕草素、原花青素B4、天竺葵素、芍藥素、木犀草素，特別是矢車菊素的含量顯著增加。相比之下，
StMYB113b敲除植株（栽培種青薯9號）塊莖表皮中飛燕草素、原花青素B4、矢車菊素、天竺葵素和芍藥素的含量顯著低于對照植株。該研究明確了StMYB113b基因在馬鈴薯塊莖紅色表皮形成中的關鍵作用，為馬鈴薯外觀品質改良提供了重要的基因資源和理論依據。
圖1StMYB113b是馬鈴薯塊莖紅色表皮形成的關鍵調控基因
青海大學農林科學院助理研究員趙龍、23級在讀博士生鄧珂為論文的共同第一作者，王芳研究員和陳飛教授為共同通訊作者。同時該工作也得到了王艦研究員的大力支持，博士生鮑宇婷、呂春娜、徐銘皓參與了研究。該研究得到了青海省科學技術廳面上項目和國家現代農業產業技術體系項目的資助。
原文鏈接
https://doi.org/10.1093/hr/uhaf164
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