WRKY转录因子对浙江红花油茶果色形成的调控

浙江红花油茶(Camellia chekiangoleosa)作为高产油茶品种之一，具有较高的经济价值。其具有青果、红果、青红果三种类型，在实际生产生活中，果色为影响红花油茶果实外观品质和商品价值的重要指标，对果品及其加工产品的商品价值有重要影响。WRKY转录因子是植物特有的锌指型转录调控因子，能够调控多种信号传导和生理生化过程。[目的]挖掘控制红花油茶果色形成的关键调控因子，完善色素代谢的分子调控网络，为高品质红花油茶的分子育种提供理论依据。[方法]在红花油茶分布的自然群体中，将果实按照典型果皮颜色，分为青果、红果、黄果，分别选取了 15个典型果色的品种，每个品种采集3-5 个果实进行色素种类和含量分析，探究形成果实颜色差异的主要色素种类。在半同胞家系材料中选取极端果色的植株，在果实发育过程中分不同发育阶段取样，进行转录组和代谢组分析，探究果实发育过程中色素及营养物质的动态变化规律，通过WGCNA分析、差异表达富集分析等方法，挖掘影响果皮颜色的关键色素和调控果皮颜色形成的重要基因。依赖于本团队前期的全基因组测序结果，挖掘红花油茶中的W RKY基因和色素合成代谢的结构基因，结合多组学分析和启动子分析结果，挖掘出红花油茶中可能的调控果色形成的WRKY转录因子，并通过实时荧光定量、酵母单杂、荧光素酶、免疫共沉淀等实验进行验证。[结果]色素含量与果色呈现显著的关联性，青果中叶绿素含量普遍较高，红果和黄果中含有更丰富的类胡萝卜素和类黄酮，并且红果的红花油茶相较于其他山茶属果实中色素含量更为丰富。WRKY转录因子对色素形成有调控作用，红花油茶基因组中共鉴定出含有特征结构域的WRKY蛋白共 87个，其中包含了 6个串联重复事件，并在多个WRKY基因的启动子中发现了光响应元件，这可能与WRKY转录因子参与调控色素合成代谢有关。WRKY 转录因子可特异结合 W-box 元件，多个红花油茶色素代谢结构基因的启动子上含有W-box元件，并且表达水平呈现协同趋势。[结论]色素合成代谢是影响红花油茶果色差异形成的重要原因，果色形成受到 WRKY 转录因子的调控，通过对果色形成分子机制的挖掘，可辅助选育出目标果色的红花油茶品种。