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学术进展2020年11月17日，张根发教授课题组在Journal of Plant Physiology（IF：3.013）上发表题为“Transcriptome Analysis Reveals the Mechanism of Anthocyanidins Biosynthesis during Grains Development in Purple Corn （Zea mays L.）”的研究性文章。2018级直博生明海楠为第一作者，张根发教授和北京辐射中心王青副研究员为共同通讯作者，抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室为第一完成单位。
紫玉米（Zea mays L.）籽粒因富含花青素，而呈黑紫色。近年来，随着花青素食用价值和保健功能被进一步认可，富含花青素的紫玉米品种的需求量也在逐渐增加。然而，关于紫玉米花青素生物合成调控机制的研究较为缺乏，关于紫玉米的转录组数据也较少公布，这些均影响了紫玉米品种的育种进程。
本研究结果表明，紫玉米963从授粉后第14天色素开始沉积，在授粉后第34天，花青素含量占鲜重的比率最大。通过对授粉后第10，14，34天籽粒进行转录组分析，共获得17168个差异表达基因。根据GO和KEGG分析表明，差异表达基因在“苯丙烷类生物合成”途径，“次生代谢产物的生物合成”途径和“植物激素信号转导”通路中显着富集。调节花青素合成的结构基因中有72％上调表达，主要为编码花青素合成酶（CHS，CHI，F3H，DFR，LODX和GST）的基因。与花青素积累有关的编码转录因子的基因也随着籽粒的发育而富集。此外，部分植物激素合成基因的差异表达也可能是影响花青素积累的重要因素。该研究不仅从转录组的角度解释了花青素在紫玉米籽粒发育中的积累机理，而且为今后研究紫玉米花青素的合成和积提供了理论基础和数据参考。
本研究由国家自然科学基金（31872672和31470399）和北京科学技术研究院改革发展项目（13001-1905和13001-2020-02）赞助！