近日，中国科学院华南植物园高级工程师宁祖林、研究员曾少华和颜海飞团队在植物花色形成机制研究方面取得重要进展，揭示了翡翠葛稀有蓝绿花色形成的遗传与代谢基础。相关研究成果发表于Journal of Integrative Plant Biology。

当期期刊封面。研究团队供图，下同

花是植物重要的生殖器官，在植物进化过程中具有重要的创新意义。花色的多样化不仅推动了植物与传粉者之间的协同进化，也极大丰富了地球的生物多样性。然而，在自然界中，蓝绿色花色极为罕见。

翡翠葛又名碧玉藤，是一种原产于热带雨林的豆科藤本植物。其总状花序呈现独特的翡翠般蓝绿色，小花形似展翅的小鸟，被赞誉为“植物界的翡翠珠宝”。翡翠葛自引入华南国家植物园栽培以来，已有近二十年历史，凭借其独特魅力成为备受游客青睐的珍稀观赏植物。不过，由于其基因组结构高度复杂，这种独特花色形成的机制长期以来一直不清楚。

在广东省基础与应用基础研究旗舰项目等项目的大力支持下，研究团队成功构建了翡翠葛高质量的单倍型端粒到端粒（haplotype-resolved T2T）基因组，并整合转录组与代谢组数据，从基因组、代谢以及转录调控等多个层面系统解析了其蓝绿色花色的形成机制。

翡翠葛蓝绿色花序的形态特征及其基因组与代谢基础。展示翡翠葛不同开花阶段的花部形态、系统发育关系、群体演化历史和蓝绿色花色相关的代谢与调控网络。

研究发现，翡翠葛那独特的蓝绿花色并非由单一色素决定，而是花青素Malvin（malvidin-3,5-O-diglucoside）与类黄酮共色素Saponarin（Isovitexin-7-O-glucoside）协同共着色形成。其中，Malvin属于花青素代谢中偏蓝色调的飞燕草素（delphinidin）分支，通常赋予花朵蓝至蓝紫色调；而Saponarin本身呈淡黄色或近乎无色，通过分子间相互作用增强并稳定了Malvin的显色效果。

进一步的时间动态分析表明，在花朵发育衰老的过程中，Malvin的含量逐渐下降，而Saponarin持续积累。这种代谢组分“此消彼长”的精确调控变化，共同塑造并维持了翡翠葛标志性的蓝绿色花色。

此外，研究团队通过群体历史重建与多组学演化分析发现，与环境变化相关的群体扩张事件，以及LTR类转座子爆发事件，可能参与了花色相关调控网络的重塑，并在一定程度上促进了翡翠葛对环境变化的适应。

研究人员表示，该研究不仅揭示了自然界中罕见蓝绿色花色形成的遗传与代谢基础，也为深入理解植物花色创新及其基因组动态演化提供新的研究视角。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1111/jipb.70136