花青素和原花青素是类黄酮生物合成途径中的两个终产物，具有很强的抗氧化性，对植物响应不同外界环境具有重要的生物学意义。在豆科具有丰富优质蛋白的牧草中，适当增加原花青素的含量还可以增加其聚合物与蛋白质的结合，提高反刍动物对优质蛋白的利用效率，同时预防和减少第一牧场杀手膨胀病的发生。 

　　植物中花青素和原花青素的生物合成共享相同的底物和上游合成通路，它们在内质网合成后，最终会被转运到液泡中隔离。目前，对于花青素和原花青素的生物合成和调控机制研究的比较清楚，但是，对于二者在细胞质中的转运机制仍不是很清楚，尤其是在豆科植物中。2022年3月16日，中科院西双版纳热带植物园陈江华研究员团队与美国北德克萨斯大学Richard A. Dixon团队合作在Journal of Experimental Botany在线发表了一篇题为MtGSTF7, activated by the MYB transcription factor LAP1, specifically participates in anthocyanin accumulation inMedicago truncatula的研究论文，该研究在蒺藜苜蓿中揭示了与拟南芥中不同的花青素及原花青素积累调控机制。 

　　在该研究中，研究人员发现蒺藜苜蓿中AtTT19的同源基因MtGSTF7对花青素积累是必需的但是却不是原花青素积累所必需。在蒺藜苜蓿过表达花青素的转录激活子LAP1的叶片中，MtGSTF7的表达量显著上调，并且其组织表达模式与蒺藜苜蓿中的花青素的积累相关。通过反向筛选突变体，发现MtGSTF7的Tnt1插入突变体中花青素的含量显著降低，引入MtGSTF7的基因组片段则可完全恢复突变体表型。此外，强光照诱导及过表达LAP1均不能诱导mtgstf7突变体中花青素的积累。通过酵母单杂交和双荧光素酶报告基因分析显示LAP1可以与MtGSTF7启动子结合并激活其表达。该研究还发现，MtGSTF7在tt19突变体中的异位表达可以挽救其花青素积累的缺陷，但不能挽救其原花青素积累的缺陷。通过对mtgstf7突变体中原花青素含量进行分析，发现在mtgstf7突变体中，原花青素的含量没有发生变化。另外，研究人员对大豆中mtgstf7的同源基因在过表达不同的花青素及原花青素合成转录激活子的材料中进行表达分析，发现在大豆中，GmGSTFs同样也不被招募用来参与原花青素的积累。总之，该研究表明在蒺藜苜蓿中，MtGSTF7 可以被LAP1 激活参与花青素的积累，但是不参与原花青素的积累，为豆科植物中花青素及原花青素的工程改造提供了新的靶基因。 

　　版纳植物园博士研究生王若若和美国北德克萨斯大学逯楠博士为文章共同第一作者，陈江华研究员为论文通讯作者。北德克萨斯大学Richard A. Dixon院士，Chenggang Liu教授，云南农大杨生超教授，版纳植物园贺亮亮副研究员，赵宝林副研究员，张帆副研究员，三杰牧草陈海涛博士等也参与了该文章的工作。相关工作得到中科院草业先导项目、国家自然科学基金等项目支持，在此一并致谢。 

　　图1. 蒺藜苜蓿mtgstf7突变体植株营养器官中花青素的积累完全消失。（A）MtGSTF7的基因结构及突变体株系中Tnt1的插入位置。（B）突变体中检测不到MtGSTF7基因的表达。（C），（D）,（E）野生型和突变体不同时期的植株及叶片表型。（F）野生型及突变体中花青素的自发荧光检测。 

　　图2. mtgstf7-1突变体叶片中过表达LAP1不能诱导花青素的积累。 

　　图3. mtgstf7-1突变体种皮中原花青素的含量没有发生显著变化。（A）野生型和突变体种子及DMACA染色的种子。（B）野生型和突变体种子中可溶性原花青素的含量。（C）野生型和突变体种子中不溶性原花青素的含量。