北京市农林科学院草花所菊花团队揭示 菊花黄酮醇生物合成的低温响应机制
发布时间：2025年12月04日
北京市农林科学院草花所菊花团队揭示
菊花黄酮醇生物合成的低温响应机制
近日，北京市农林科学院草花所菊花
团队在国际期刊 Molecular
Horticulture（Q1，五年 IF=11.0）在线
发表了题为“CmVNI2-CmMYB3 module
regulates flavonol biosynthesis in
response to low temperature in
chrysanthemum flower”的研究论文。该
研究发现菊花 NAC 转录因子 CmVNI2 通过
直接调控黄酮醇合成关键调节因子
CmMYB3 参与菊花低温胁迫下黄酮醇生物
合成的分子机制。本研究结果不仅为阐明
类黄酮合成的低温响应机制提供新见解，
也为功能菊花品质改良的分子育种提供
重要理论依据。
菊花（Chrysanthemum morifolium
（Ramat.）Kitamura）是我国的传统名花，
兼具观赏、食用、药用等多用途。其中，
食用、茶用和药用菊花常被称作功能菊
花。我国的功能菊花种质资源丰富，药食
两用价值具有广阔的开发潜力。菊花中含科技前沿
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有大量的具有保健功能的生物活性化合
物，如黄酮和黄酮醇等。温度是影响植物
中类黄酮合成的关键环境因子。因此，解
析菊花类黄酮合成的低温响应机制对于
培育高品质功能菊花和打破功能菊花生
产地域限制具有重要的理论和应用价值。
本研究首先通过共表达分析筛选到
一个与黄酮醇合成关键基因CmF3H表达显
著相关的转录因子 CmVNI2。研究发现，在
10℃低温处理后菊花花序中 CmVNI2 基因
的表达显著下调，同时，花序中黄酮醇的
含量明显减少，而黄酮含量则显著增加。
在野菊中沉默CmVNI2的表达能够显
著降低转基因株系花序中黄酮醇的积累，
同时增加黄酮的含量。在野菊花序中过表
达 CmVNI2 能够显著提高黄酮醇的积累，
同时黄酮的含量明显降低。低温处理后，
发现野生型和 CmVNI2 过表达株系花序中
的黄酮醇含量均显著下降，而黄酮的含量
在低温处理后的野生型和 CmVNI2 转基因
株系中均显著增加。
通过 RNA-seq 和 DAP-seq 联合分析
筛选到 118 个 CmVNI2 介导的调控直接靶
点。其中包括黄酮醇合成途径关键基因
CmCHS、CmF3H 和 CmMYB3，以及木质素合
成途径关键基因 CmHCT 和 CmCAD。进一步
通过酵母单杂交、EMSA 和双荧光素酶实验
证明了 CmVNI2 能够直接与 CmF3H 和
CmMYB3 启动子结合并调控其表达。最后，
在 CmVNI2 沉默植株中过表达 CmMYB3 能
够激活黄酮醇合成关键基因的表达并恢
复 CmVNI2 沉默植株中的黄酮醇水平，揭
示了菊花中CmVNI2-CmMYB3模块通过级联
调控黄酮醇生物合成的分子机制。
研究结果进一步证实菊花管状小花
和舌状小花中黄酮醇和黄酮的积累模式
存在显著差异，低温环境下黄酮醇下调与
黄酮含量的上调，提示黄酮是菊花的关键
耐低温代谢物。CmVNI2 在菊花类黄酮低温
响应过程中扮演重要角色，有助于拓宽我
们对植物次生代谢网络调控的理解。
北京市农林科学院草花所博士后姜
天华和中国农业大学园艺学院在读博士
生孙亚辉为该论文共同第一作者，罗昌助
理研究员和黄丛林研究员为共同通讯作
者。中国农业大学观赏园艺学院马超教授
悉心指导了该工作的构思与设计。该研究
得到了北京市农林科学院科技创新能力
建设专项等项目的资助。
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