研究背景
研究结果
参考Hoang等研究者对芒果花青素生物合成途径关键结构基因的筛选结果（Hoang et al., 2015），我们解析了这些基因在‘XSJ’、‘HM6’和‘GQ’芒果光照面和遮荫面果皮的表达情况，发现PAL（LOC123193566）、C4H（LOC123211848）、F3H（LOC123199757）、F3'H（LOC123204634)、ANS（LOC123211400）和UFGT（LOC123220308）在红色果皮中的表达高于绿色果皮，可能是红皮芒果光照面果皮花青素合成的关键基因。此外，LAR（LOC123213776）在绿果皮的表达高于红果皮，ANR（LOC123219441）的表达与procyanidin A1、A2和A3的含量变化趋势一致，推测为芒果原花青素合成的关键基因。
图3 转录组分析芒果果皮中叶绿素降解和花青素生物合成途径
利用芒果转录组数据产生的388,870个基因进行WGCNA分析，筛选与花青素生物合成结构基因存在共表达的候选基因。结果表明，芒果中大多数花青素生物合成结构基因（PAL、C4H、4CL、CHS、F3H、DFR、ANS、UFGT、GST）集中于MEwhite模块中（图4A），且筛选到12个转录因子与其存在共表达（图4B）。
图4 花青素生物合成基因的共表达分析
通过RT-qPCR技术，在芒果果皮中共检测到18个花青素生物合成相关基因、5个叶绿素降解相关基因和5个转录因子的表达水平（图5）。其中，PAL（LOC123193566 和LOC123209119）、4CL（LOC123205016）、CHS（LOC123210196）、UFGT（LOC123220308）和GST（LOC123226122）的RT-qPCR结果与RNA-Seq结果一致，是芒果果皮中光诱导花青苷合成进程的关键基因；NYC（LOC123192303）和 SGR（LOC123204564）鉴定为芒果果皮中叶绿素降解途径的关键基因；MYBs（LOC123223113和LOC123197673）和bZIP（LOC123221145）是调控芒果果皮花青素生物合成和叶绿素降解途径的关键转录因子。
图5 候选基因的RT-qPCR分析
本研究通过多组学联合分析的方法探究了光照和遮荫条件下芒果果皮中花青素差异积累的分子机制。花青素和叶绿素含量的显著差异是芒果不同颜色果皮形成的主要原因。MYBs（LOC123223113和LOC123197673）和bZIP（LOC123221145）是芒果果皮中响应光信号的重要转录因子，可能激活花青素生物合成途径PAL（LOC123193566）、4CL（LOC123205016）、CHS（LOC123210196）、UFGT（LOC123220308）、GST（LOC123226122）基因和叶绿素降解途径NYC （LOC123192303）、SGR（LOC123204564）基因的转录水平，它们的高表达可促进花青苷的积累，低表达可促进叶绿素的积累（图6）。该项研究结果加深了我们对光诱导果实花青素生物合成的认识。
图6 光照下芒果果皮不同着色进程的假设调控模式
广西大学农学院芒果研究团队何新华教授和谢芳芳助理教授为该论文的共同通讯作者，硕士研究生陈静娴为该论文第一作者。该项研究得到中央引导地方科技发展专项（桂科ZY23055026）、广西科技重大专项（GXKJ-AA22068098-2）、广西芒果产业体系创新团队项目（nycytxgxcxtd-2021-06-02）、广西大学高层次人才引进项目和广西研究生教育创新项目（YCSW2024118）的资助。
团队或作者（第一或者[和]通讯作者）简介
通讯作者：何新华，男，广西大学农学院教授，博士生导师。
研究方向：果树遗传育种与种质创新、果树栽培与病虫害防治等研究。
通讯作者：谢芳芳，女，广西大学农学院助理教授，硕士生导师。
研究方向：热带亚热带果树果实品质形成机制研究。
