莲来自莲科莲属，是最古老的双子叶植物种属之一。目前现存的莲属植物仅有两个种：亚洲莲和美洲黄莲，其花色差异明显。亚洲莲野生种的花色有红色和白色，而美洲黄莲的花色仅有黄色。先前的研究表明，红色亚洲莲和美洲黄莲之间的花瓣颜色变化可能与黄酮合成酶（FLS）和MYB5的活性有关。然而，亚洲莲红白色差异的分子机制尚不清楚。
近日，中国科学院武汉植物园莲种质资源与遗传育种学科组在Plant Physiology在线发表了题为“Transcription factor NnMYB5 controls petal color by regulating GLUTATHIONE S-TRANSFERASE2 in Nelumbo nucifera”的研究论文，通过QTL定位和BSA-seq挖掘到控制莲花色的NnMYB5及其靶基因NnGST2，揭示了亚洲莲花瓣颜色形成的调控机制。
研究者通过红色和白色亚洲莲F2群体的QTL定位，明确了控制亚洲莲花瓣颜色分化的候选基因NnMYB5，并对213个莲种质资源进行基因分型发现包含NnMYB5基因的一个80 kb存在/缺失结构变异（PAV）与花瓣颜色关联。进一步通过转录组分析、双荧光素酶和酵母单杂交实验表明，NnMYB5能够直接激活花青素转运蛋白NnGST2。最后在拟南芥中异源表达及莲花花瓣中超表达NnGST2，均可诱导花青素积累。本研究建立了NnMYB5和NnGST2在花瓣花青素积累中的调控关系，并证明在亚洲莲中控制花色形成的独立调节机制。
中国科学院武汉植物园刘娟助理研究员、硕士生王雨昕为论文的共同第一作者，杨美研究员、杨东高级工程师为该论文的通讯作者。中国科学院武汉植物园高磊研究员和福建农林大学明瑞光教授对该研究提供了指导。本研究得到了中国科学院生物资源计划（KFJ-BRP-007-009）和国家自然科学基金（32070336）的资助。
莲属植物花瓣颜色变异的分子调控机制模型
