近日，植物科学领域顶级期刊The Plant Journal在线发表了沈阳农业大学祝朋芳教授团队题为《A novel three-layer module BoMYB1R1-BoMYB4b/BoMIEL1-BoDFR1 regulates anthocyanin accumulation in kale》的研究论文，揭示了BoMYB1R1-BoMYB4b/BoMIEL1-BoDFR1级联模块响应光信号调控羽衣甘蓝花青素生物合成的新机制。
羽衣甘蓝（Brassica oleracea var. acephala）是十字花科芸薹属二年生观叶草本园林花卉，叶色绚丽，耐寒性强，是适宜秋冬冷凉季节园林绿地应用的优良观赏植物。花青素是羽衣甘蓝叶片呈色的主要色素之一，花青素的积累模式直接决定了羽衣甘蓝叶色多样性。深入研究羽衣甘蓝花青素积累的调控机制对定向培育优良叶色的羽衣甘蓝新品种具有重要的理论指导意义。
此前的研究已经证实BoDFR1是控制羽衣甘蓝花青素生物合成的关键基因。本研究通过比较两种具有不同深浅粉红色彩的羽衣甘蓝自交系，发现BoDFR1启动子存在一个长度为369 bp的InDel变异，该变异降低了浅粉色自交系中BoDFR1基因的转录活性。本研究解析了一个由光信号因子BoMYB1R1、E3泛素连接酶BoMIEL1、转录抑制因子BoMYB4b的新型三层模块，精细调控羽衣甘蓝花青素合成通路关键节点酶-二氢黄酮醇还原酶基因BoDFR1。这些发现为羽衣甘蓝叶色性状遗传改良奠定了科学基础，同时也为植物色彩研究提供了参考。
论文第一作者为沈阳农业大学林学院在读博士生刘洋，祝朋芳教授为通讯作者，在读博士生金航标、张雨婷、青年教师冯馨以及在读硕士生代玉佳也参与了此项研究。该研究得到了国家自然科学基金（32171850）、辽宁省教育厅基础科学研究项目（JYTMS20231273）以及沈阳市科技计划项目（22-318-2-02）的资助。
沈阳农业大学祝朋芳教授团队长期从事羽衣甘蓝重要观赏性状功能基因挖掘与新品种选育工作，挖掘了控制叶缘裂刻性状的功能基因BoALG10（Feng et al., 2020, Theoretical and Applied Genetics；Feng et al., 2022, Horticulture Research）；揭示了蜡质合成功能基因BoORP3a的作用机理（Zhang et al., 2022, Horticulture Research）。在羽衣甘蓝叶色性状方面，证实了BoDFR1基因在粉红、白与绿色三种色彩中的重要功能（Feng et al., 2021；Zhang et al., 2022, Theoretical and Applied Genetics）。该研究进一步锚定BoDFR1基因的上游调节因子，构建了羽衣甘蓝花青素生物合成的三层调控模块，深入解析了羽衣甘蓝呈色机理。目前，团队已自主选育了5个羽衣甘蓝F1新品种，正在积极广泛推广应用。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16881
图文：冯馨 编审：张智