草莓颜色将可人为调控

不同基因型森林草莓成熟果实照片。康春莹提供图纸

图2野生森林草莓“鲁根”和RAP-ox；rap不同发育阶段花器官和果实的着色。康春莹提供图纸

红色或粉色或白色，这种颜色决定了草莓是否有吸引力的“外观”。现有的草莓品种大多是红色水果，少数银杏品种受到人们的青睐，如“小白”和“白雪公主”。近日，华中农业大学教授康春莹的研究团队在《植物生物技术杂志》在线发表了最新研究成果，揭示了RAP基因在草莓果实着色中的应用前景。

记者康春莹告诉《中国科学》，花青素是草莓果实的主要色素。研究组通过对二倍体森林草莓(草莓)银杏品种黄奇迹的EMS诱变获得了一个rap突变体。进一步的研究表明，草莓中的RAP基因编码谷胱甘肽S-转移酶(GST)，它负责将花色素苷从细胞质转移到液泡中储存，并且是导致果实和叶柄着色的关键转运体。

研究人员已经稳定地将rap-ox转化为rap突变体。出人意料的是，水果可以从白色变成红色，不像野生的红色草莓，果肉也可以变成红色(图1)。仔细观察发现，RAP-ox果实在开花期和果实早期可积累大量花色素苷(图2)，原花青素含量也显著增加，这与野生红果草莓着色时完全不同。

该论文的第一作者高琦介绍说，进一步的分析发现，花色苷途径基因在RAP-ox中没有上调，因此这种转化可能发生在蛋白质水平或代谢水平。此外，成熟果实中花色苷化合物的组成也不同于野生型。这项研究首次揭示了提高花青素运输能力可以激活和促进花青素积累。

此外，研究人员使用CRISPR Cas9技术在草莓“雨凝”中敲除RAP基因。在T0代，获得了许多成功敲除RAP的菌株。果实颜色由红色变为白色，花色苷含量急剧下降。在T1代，表型可以稳定遗传。这些结果不仅表明RAP基因可用于银杏草莓的育种，也表明基因编辑技术可用于栽培草莓的遗传改良。

这项成果得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和*大学基础研究基金的支持。

相关纸质信息:

https://doi.org/10.1111/pbi.13317