近日，中国农业科学院油料作物研究所花生遗传育种创新团队的研究成果在《农业科学学报》（英文）（Journal of Integrative Agriculture，JIA）正式发表。该研究利用RUBY基因实现了甜菜碱在花生中的合成，成功创制出了具备观赏植物潜力的带有紫色叶片特征的花生新种质，为培育紫叶花生品种提供了理论和材料基础。此外，RUBY在花生转化过程中展现出了作为可见报告基因的潜力，可用于高效筛选转化植株。

随着城市化进程的推进，乡村旅游已成为中国一种受欢迎的休闲活动。近年来，农田作画逐渐兴起，通过种植具有彩色叶片的品种，创造出各种令人印象深刻的图案。许多成功的稻田画不仅吸引了游客，还增加了农民的收入。彩色叶植物在观赏农业中也获得了广泛关注。花生是全球重要的油料作物，种植面积达3000万公顷。在中国，花生种植面积已超过7000万亩，显示出其在观赏农业中的巨大潜力。然而，花生的叶片主要为绿色，限制了农田作画在花生产业中的发展。

甜菜碱是一种源自氨基酸酪氨酸的植物天然色素，呈现红紫色，并且具备抗氧化功能对人体健康有益。甜菜碱的生物合成途径相对简单，仅通过三个酶反应便可将酪氨酸转化为甜菜碱。RUBY基因是由编码甜菜碱合成所需的P450加氧酶（CYP76AD1）、二羟基苯丙氨酸双加氧酶（DODA）和糖基转移酶的三个基因组成的人工开放阅读框，可利用酪氨酸合成甜菜碱。

该研究采用农杆菌介导的转化方式，在花生中异源表达RUBY 基因。在转基因花生的愈伤组织、再生芽以及根、叶、茎、花、豆荚和种子等各个部位，均观察到了明显的紫色组织。与野生型植株相比，这些转基因植株的紫色叶片中甜菜碱含量大幅提升，从0.57 mg/g提升至0.95—2.03 mg/g，增幅高达0.66至2.55倍。该研究不仅为花生的观赏价值增添了新亮点，更在功能性农业领域开辟了新的应用前景。

中国农业科学院油料作物研究所花生遗传育种创新团队研究员雷永和廖伯寿为该文章的通讯作者，该所副研究员淮东欣为文章第一作者。该研究得到了广东省重点领域研发计划—现代种业项目、知识创新专项—基础研究项目、湖北省支持种业高质量发展资金项目和中国农业科学院科技创新工程项目的资助。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.09.034