北京市农林科学院草花所在功能菊花黄酮合成调控分子机理方面取得进展

　　菊花是我国的传统名花，兼具观赏、食用、茶用、药用等多用途。食用、茶用和药用菊花常被称作功能菊花。我国的功能菊花资源丰富，药食两用价值具有广阔的开发潜力。菊花中含有大量的具有保健功能的生物活性化合物，尤其是黄酮类化合物。研究表明黄酮的苷元形式具有更高的抗氧化性和更好的生物活性。因此，提高黄酮苷元的含量可以显著改进功能菊花的品质。

 

　　草业花卉与景观生态研究所黄丛林团队联合中国农业大学园艺学院马超团队在Plant Biotechnology Journal（中科院1区top,五年影响因子11.6）发表了题为“Identification and knockout of rhamnose synthase CiRHM1 enhances accumulation of flavone aglycones in chrysanthemum flower”的研究论文，发现菊花中鼠李糖合成酶基因CiRHM1是调节菊花黄酮苷元含量的关键基因；通过CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除该基因创制出具有增强黄酮苷元含量的功能菊花新种质。

 

　　该研究在对我国野菊种质资源进行了系统评价的基础上，通过基因组测序和生物信息学分析，在野菊基因组2号染色体上定位到一个与黄酮苷元芹菜素含量高度关联的SNP位点，并利用该位点定位到一个与糖合成相关的基因簇TPS1-RHM1。不同野菊生态型中的转录组分析表明CiRHM1的表达与芹菜素含量呈负相关。在野菊中敲除CiRHM1基因促进了芹菜素（apigenin）、木犀草素（luteolin）、去甲汉黄芩素（norwogonin）、香叶木素（diosmetin）和高车前素（hispidulin）等黄酮苷元的合成。此外，芹菜素7-葡萄糖苷（apigenin 7-glucoside）、木犀草苷（luteolin 7-glucoside）、染料木苷（genistein 7-glucoside）和汉黄芩苷（wogonin 7-O-glucuronide）等黄酮葡萄糖苷在CiRHM1敲除野菊中的含量也得到显著的提升。

 

　　该研究首次发现了菊花鼠李糖合成酶CiRHM1在黄酮类化合物合成中的重要作用，并创制了具有增强黄酮苷元含量的功能菊花新种质。研究结果为进一步探索菊花黄酮类物质的代谢调控机制及其在药用植物中的应用提供了新的思路。