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蓮來自蓮科蓮屬，是最古老的雙子葉植物種屬之一。目前現存的蓮屬植物僅有兩個種：亞洲蓮和美洲黃蓮，其花色差異明顯。亞洲蓮野生種的花色有紅色和白色，而美洲黃蓮的花色僅有黃色。先前的研究表明，紅色亞洲蓮和美洲黃蓮之間的花瓣顏色變化可能與黃酮合成酶（FLS）和MYB5的活性有關。然而，亞洲蓮紅白色差異的分子機制尚不清楚。
近日，中國科學院武漢植物園蓮種質資源與遺傳育種學科組在Plant Physiology在線發表了題為“Transcription factor NnMYB5 controls petal color by regulating GLUTATHIONE S-TRANSFERASE2 in Nelumbo nucifera”的研究論文，通過QTL定位和BSA-seq挖掘到控制蓮花色的NnMYB5及其靶基因NnGST2，揭示了亞洲蓮花瓣顏色形成的調控機制。
研究者通過紅色和白色亞洲蓮F2群體的QTL定位，明確了控制亞洲蓮花瓣顏色分化的候選基因NnMYB5，并對213個蓮種質資源進行基因分型發現包含NnMYB5基因的一個80 kb存在/缺失結構變異（PAV）與花瓣顏色關聯。進一步通過轉錄組分析、雙熒光素酶和酵母單雜交實驗表明，NnMYB5能夠直接激活花青素轉運蛋白NnGST2。最后在擬南芥中異源表達及蓮花花瓣中超表達NnGST2，均可誘導花青素積累。本研究建立了NnMYB5和NnGST2在花瓣花青素積累中的調控關系，并證明在亞洲蓮中控制花色形成的獨立調節機制。
中國科學院武漢植物園劉娟助理研究員、碩士生王雨昕為論文的共同第一作者，楊美研究員、楊東高級工程師為該論文的通訊作者。中國科學院武漢植物園高磊研究員和福建農林大學明瑞光教授對該研究提供了指導。本研究得到了中國科學院生物資源計劃（KFJ-BRP-007-009）和國家自然科學基金（32070336）的資助。
蓮屬植物花瓣顏色變異的分子調控機制模型