葡萄是在全球广泛种植且具有重要经济价值的果树，果实可用于鲜食、制干和酿酒，是一种高附加值的水果。颜色是葡萄果实重要的品质性状，花色苷是其主要呈色物质，研究表明花色苷具有较强的抗氧化及清除自由基能力，有利于人类身体健康，因而对花色苷合成机理的研究具有重要意义。目前主栽的葡萄品种中，花色苷主要在红色葡萄品种的果皮中合成，但是自然界中也存在一类果肉可以着色的染色葡萄，经检测染色葡萄果实中花色苷的含量显著高于非染色葡萄，但葡萄果肉中花色苷合成的调控机制尚不清楚。葡萄果实的着色不均也会影响产业的可持续发展。因此，生产上也亟需培育高花色苷含量的葡萄新品种。
针对上述问题，植物所葡萄与葡萄酒科学研发团队以一个染色葡萄育种群体为对象开展研究。利用转录组、DNA甲基化组和代谢组学等多组学数据联合分析发现调控葡萄花色苷合成的关键转录因子MYBA1启动子区的DNA甲基化修饰程度与果肉中花色苷的含量呈负相关。进一步研究发现，该表观遗传差异不仅在不同组织中具有一致性，还能在代际间稳定遗传，表明该差异是一个可遗传的表观标记，是一个可以用于早期检测果肉颜色的分子标记。随后，研究人员利用转基因技术靶向增强MYBA1启动子区的DNA甲基化修饰程度，显著抑制了MYBA1的表达并降低了花色苷的合成，证实了MYBA1启动子区的DNA甲基化修饰在花色苷合成中的调控作用。该研究不仅揭示了葡萄果肉中花色苷合成的分子机制，同时也鉴定到一个可用于辅助葡萄分子育种的表观遗传标记，有望加速葡萄的分子育种进程。
研究成果于近日在线发表在Plant Physiology上。植物所副研究员孔俊花和在读博士研究生徐小博为论文共同第一作者，代占武研究员和法国波尔多大学Philippe Gallusci教授为论文通讯作者。植物所梁振昌研究员、范培格研究员等人参与了该研究。本研究获得了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://academic.oup.com/plphys/advance-article-abstract/doi/10.1093/plphys/kiaf340/8223471
（植物多样性与特色经济作物全国重点实验室供稿）
