貴州大學(xué)貴州省森林資源與環(huán)境研究中心宋啟玲副教授在Industrial Crops & Products發(fā)表了題為“Transcriptomic and metabolomic analyses reveal the potential mechanism of pigment composition and oil quality in the fruit of four coloredIdesia polycarpa”的研究論文。利用多組學(xué)聯(lián)合分析，揭示了山桐子果實色素組成與油脂品質(zhì)的協(xié)同調(diào)控機制，為高油、優(yōu)質(zhì)山桐子育種提供關(guān)鍵理論支撐與分子靶點。

在我國豐富的木本油料資源中，山桐子（Idesia polycarpa Maxim.）憑借生長快、適應(yīng)性強、果實含油量高、不飽和脂肪酸比例優(yōu)異等突出優(yōu)勢，被譽為“樹上油庫”，是極具開發(fā)前景的鄉(xiāng)土油料樹種與生物能源樹種。其果實成熟時呈現(xiàn)出鮮明的色彩分化，常見黃色、橙色、紅色、深紅色等多種表型，果色直觀醒目、田間易識別，長期以來被作為重要的形態(tài)分類與種質(zhì)篩選依據(jù)。但有些問題沒有弄清楚：山桐子果實顏色不一樣，到底和油脂多少、脂肪酸好壞有什么真實聯(lián)系？色素形成和油脂積累會不會互相影響？又是哪些基因和激素在背后起作用？這些問題直接影響山桐子怎么選優(yōu)、怎么育種，也決定了未來能不能實現(xiàn)“看顏色就知道品質(zhì)” 的高效利用模式。

研究團隊以四種典型果色山桐子為材料，綜合開展表型觀測、生理生化檢測、廣泛靶向代謝組與轉(zhuǎn)錄組測序分析，構(gòu)建了代謝—基因—轉(zhuǎn)錄因子層級調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從多組學(xué)水平系統(tǒng)解析了山桐子果實色澤發(fā)育與油脂品質(zhì)形成的協(xié)同調(diào)控機制。研究結(jié)果顯示，四種果色山桐子在果實形態(tài)、含油量、脂肪酸組成及色素積累方面均存在明顯差異，果色與油脂性狀高度關(guān)聯(lián)。其中，深紅色果實的含油量最高，油脂積累更為充分；紅色果實不飽和脂肪酸含量突出，亞油酸合成優(yōu)勢尤為明顯。黃色果實以類胡蘿卜素大量積累為主要特征，紅色與深紅色果實則以黃酮類、花青素類物質(zhì)富集為標志。這一結(jié)果說明，山桐子果色不只是外觀表型，更是油脂產(chǎn)量、脂肪酸營養(yǎng)品質(zhì)及次生代謝水平的綜合體現(xiàn)，可作為種質(zhì)早期評價與篩選的直觀指標。

圖1 四種顏色山桐子果實外觀、色差指標、色素及表型特征

在此基礎(chǔ)上，研究進一步從代謝通量與分子調(diào)控方面表明，類胡蘿卜素、黃酮、花青素三條色素合成途徑，與脂肪酸合成途徑共享乙酰-CoA等關(guān)鍵前體，在代謝過程中存在底物分配競爭。通過轉(zhuǎn)錄組與共表達網(wǎng)絡(luò)分析，篩選出MYB8、ABF-2、MYC2-10等核心調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子，并揭示ABA（脫落酸）與JA（茉莉酸）作為重要信號，參與調(diào)控碳流量分配、色素合成及油脂積累。這些發(fā)現(xiàn)揭示了山桐子色澤形成與油脂品質(zhì)關(guān)聯(lián)機制，為培育高含油量、高不飽和脂肪酸專用型山桐子新品種提供了明確分子靶點與理論依據(jù)，對推動我國特色木本油料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的科學(xué)參考價值與應(yīng)用指導(dǎo)意義。

圖 2 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵基因表達、激素含量及工作模型

本研究得到了貴州省科技重大專項項目、貴州省基礎(chǔ)研究計劃（自然科學(xué)）項目、貴州大學(xué)自然科學(xué)人才基金的聯(lián)合資助。

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123178