黄继荣小组揭示植物花青素合成调控机理

　　2016年05月24日讯 中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所黄继荣课题组，通过解析赤霉素信号转导途径中关键因子DELLA蛋白调控花青素合成的分子机理，揭示了植物通过调控次生代谢产物合成适应环境变化的新机制。相关成果日前发表于《分子植物》。

　　大量的研究表明，植物抵御环境胁迫的强大武器是产生种类丰富的次生代谢产物。花青素不但有助于植物抵御紫外线辐射、强光、低温、营养缺乏等逆境胁迫，而且在植物与昆虫互作的过程中发挥着重要作用。因此，花青素的积累被认为是一种可视化的分子标记，用来判断植物在生长过程中是否遇到不良环境。然而，不良环境调控花青素合成的分子机理迄今并不十分清楚。

　　赤霉素（GA）是促进植物生长的重要激素，受赤霉素信号传导途径关键因子DELLA蛋白的负调控。逆境条件下，赤霉素含量降低，DELLA蛋白积累，导致植物生长迟缓与矮小及花青素含量增加，帮助植物在逆境下生存。

　　研究者发现，DELLA蛋白在低温、低氮和低磷等环境胁迫下大量积累，通过与花青素合成负调控因子的相互结合，从而解除它们对花青素合成转录复合体形成的抑制，进而启动花青素合成基因的表达、促进花青素的合成。

　　植物花青素简介

　　花青素（Anthocyanidin），又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属类黄酮化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。花青素存在于植物细胞的液泡中，可由叶绿素转化而来。在植物细胞液泡不同的pH值条件下，使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。秋天可溶糖增多，细胞为酸性，在酸性条件下呈红色或紫色，所以花瓣呈红、紫色是花青素作用，其颜色的深浅与花青素的含量呈正相关性，可用分光光度计快速测定，在碱性条件下呈蓝色。花青素的颜色受许多因子的影响，低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花青素的形成和积累。

　　目前食品工业上所用的色素多为合成色素，几乎都有不同程度的毒性，长期使用会危害人的健康，因此天然色素就越来越引起了科研领域的关注：由于至今国内市场上还没有花青素纯品，所以提取高纯度的花青素对花色苷类色素的深入研究与开发提供必备的表征条件和理论依据，并且有助于它的工业利用。由于没有市场还没有出现花青素纯品，因此需要摄入花青素，那么目前只能通过食补的方式了，譬如食用蓝莓、草莓、葡萄、紫玉米等获得。