中南林业科技大学研究生院，中南林业科技大学研究生院官网
责编 | 王一
油茶是我国重要的木本食用油料树种，在保障国家粮油安全、生态安全、精准扶贫方面具有重要的战略作用。油茶因其种子不饱和脂肪酸含量达90%以上而引起广泛关注，事实上，油茶种子中也含有丰富的类黄酮。类黄酮是抗血栓、抗心肌缺血和抗痴呆药物的主要有效物质之一。虽然已经对油茶进行了类黄酮的药理学研究，但油茶类黄酮生物合成的相关研究非常有限，类黄酮在油茶中积累和生物合成的分子机制仍然不清楚。
近日，中南林业科技大学袁德义油茶科研创新团队在Industrial Crops & Products上发表了题为“Dynamic metabolic and transcriptomic profiling reveal synthetic characters and regulators of flavonoid biosynthesis in Camellia oleifera seeds”的研究论文，解析了油茶种子类黄酮合成与积累的机制。
研究团队结合代谢组学、转录组学、高效液相色谱、细胞学观察和外源茉莉酸甲酯处理揭示了油茶种子发育过程中类黄酮合成和积累的机制。类黄酮化合物是油茶种子中最丰富的代谢物，并且在种皮中大量累积。油茶种子发育进程中共鉴定到52个差异积累的类黄酮化合物和124个参与类黄酮生物合成的差异表达结构基因。加权基因共表达网络分析表明MYC2、bHLH3、bHLH18、MYB44、MYB86、WRKY26和WRKY32等是调控类黄酮生物合成的关键转录因子。基于这些差异积累的类黄酮和关键基因，构建了油茶类黄酮生物合成的基因和代谢调控网络。
类黄酮生物合成的关键基因和代谢调控网络
此外，外源茉莉酸甲酯影响了油茶种子中类黄酮的积累。外源茉莉酸甲酯可以直接或间接调控类黄酮生物合成基因，从而增加多种类黄酮的积累。转录因子bHLH3、bHLH18、MYC2、MYB44和WRKY26参与茉莉酸甲酯介导的类黄酮生物合成。
外源茉莉酸甲酯处理对油茶种子中类黄酮积累的影响
综上，该研究解析了类黄酮的动态积累和参与类黄酮生物合成的复杂调控网络，鉴定的调控因子不仅有助于为类黄酮生物合成的深入研究提供分子基础，而且为进一步促进油茶的综合利用提供了科学依据。
中南林业科技大学宋启玲博士为论文第一作者，中南林业科技大学袁德义教授和龚文芳副教授为论文共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划项目、湖南省自然科学基金、中南林业科技大学高级人才科学研究基金、湖南省教育厅重点项目、湖南省研究生科研创新项目的联合资助。
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115295
中南林业科技大学研究生院(中南林业科技大学研究生院官网)