人为调控草莓颜色

 不同基因型森林草莓成熟果实的照片。康春颖供图

颜色决定着草莓是否具有诱人的“外貌”。现有草莓品种大部分为红果，少数为白果。近日，华中农业大学教授康春颖课题组在《植物生物技术杂志》上在线发表论文，揭示了RAP基因在草莓果实着色中的应用前景。

康春颖介绍，花青素是草莓果实的主要呈色色素。该课题组前期通过EMS诱变二倍体森林草莓白果品种，获得了一个rap突变体。进一步研究表明，草莓中的RAP基因编码一个谷胱甘肽S-转移酶（GST），负责将花青素从细胞质中转运到液泡中储存，是导致果实和叶柄着色的关键转运蛋白。

研究者将RAP-ox稳定转化至rap突变体，果实能够由白转红，而且与野生红果草莓不同的是，果肉也能变红。仔细观察发现，RAP-ox果实在花期和果实早期即能积累大量花青素，原花青素含量也显著升高，这与野生型红果草莓在转色期才着色截然不同。

论文第一作者高绮介绍，进一步分析发现，花青素途径基因在RAP-ox中并未上调表达，因此这种转变可能发生在蛋白水平或代谢水平；另外，成熟果实的花青素化合物组成也不同于野生型。该研究首次揭示了加强花青素运输能力能够激活和促进花青素积累。

此外，研究者采用CRISPR/Cas9技术在栽培草莓“宁玉”中敲除RAP基因，在T0代即获得了多个成功敲除RAP的株系，其果实颜色由红转白，花青素含量急剧减少；在T1代，该表型可以稳定遗传。这些结果不仅说明RAP基因可用于白果草莓育种，而且表明基因编辑技术能够用于栽培草莓遗传改良。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13317