桃品种‘中油蟠9号’人工黑暗条件下果实红色着色的转录组与代谢组整合分析揭示PpHY5调控机制

　　为解决袋栽蟠桃因光照抑制导致花色苷合成不足的产业难题，研究人员以‘中油蟠9号’（光不依赖性花色苷合成）和‘中蟠17号’（光依赖性）为模型，通过多组学分析发现PpHY5基因通过上调cyanidin-3-O-glucoside（矢车菊素-3-O-葡萄糖苷）合成驱动黑暗条件下的果实着色，为桃树育种提供新靶点。

　　

在蟠桃产业中，袋栽技术虽能提升果实外观品质，却导致大多数品种因光照不足而着色不良。这一矛盾严重制约了高端桃果市场的发展。值得注意的是，‘中油蟠9号’等少数品种能在完全黑暗条件下积累花色苷，但其分子机制长期未明。中国农业科学院的研究团队通过比较‘中油蟠9号’（光不依赖性）与‘中蟠17号’（光依赖性）的生理差异，揭示了黑暗条件下果实着色的奥秘。

研究采用代谢组学与转录组学联用技术，结合病毒诱导基因沉默(VIGS)验证体系。通过测定两个品种果皮的花色苷含量，发现‘中油蟠9号’在人工黑暗条件下cyanidin-3-O-glucoside含量显著高于‘中蟠17号’。转录组分析锁定关键调控因子PpHY5（long hypocotyl 5），其在‘中油蟠9号’中上调表达且与着色进程正相关。

代谢组揭示着色物质基础
通过UPLC-MS/MS（超高效液相色谱-串联质谱）检测发现，‘中油蟠9号’果皮中cyanidin-3-O-glucoside含量较对照品种高3.2倍，证实该物质是黑暗着色的直接效应分子。

转录组锁定核心调控基因
RNA-seq分析显示，光信号通路核心转录因子PpHY5在‘中油蟠9号’中表达量随时间推移上升2.8倍，而在‘中蟠17号’中下降60%。共表达网络分析表明其与结构基因ANS（花青素合成酶）和UFGT（类黄酮糖基转移酶）存在强关联。

VIGS验证基因功能
构建PpHY5沉默载体转染果实后，‘中油蟠9号’花色苷含量降低47%，直接证明PpHY5通过正调控anthocyanin biosynthesis（花色苷生物合成）途径驱动黑暗条件下的果实着色。

该研究首次阐明PpHY5介导的非光依赖性花色苷合成机制，突破传统认知中光信号通路必需光照激活的限制。发现不仅为桃树分子育种提供新靶点，更对解析蔷薇科植物环境适应性进化具有启示意义。论文发表于《Journal of Integrative Agriculture》，为果树品质改良提供了理论依据和技术支撑。