💡这项突破是什么?
园林学院潘会堂教授团队围绕紫薇紫色叶性状形成的遗传及分子机制开展研究，成果以《A 32-bp deletion in LiBBX16 underlies the dominant purple leaf trait in crape myrtle》为题发表在园艺领域期刊Horticuture Research（中国科学院一区TOP，IF=9.5）。
紫薇（Lagerstroemia indica）是园林绿化最重要的夏季开花木本植物之一，其观花期集中于少花的夏季，花期长达100天，对夏季植物景观营建，尤其是丰富北方地区夏季植物景观色彩具有重要意义。紫色叶紫薇叶色持久艳丽，除夏季观花外，在春季和秋季可起到“以叶代花”的作用，显著延长了紫薇的整体观赏期。前期研究表明，紫薇的紫色叶性状由花青苷的过量积累所决定，LiHY5与LiMYB75共同参与了该性状的形成，但调控紫色叶性状的关键遗传位点尚不明确。
为挖掘调控紫薇紫色叶性状的关键遗传位点，团队构建了五个叶色分离群体，确定紫色叶性状为单基因显性遗传。通过BSA-seq与代谢组、转录组联合分析，鉴定到B-box锌指转录因子LiBBX16。绿叶株系含LiBBX16g和LiBBX16a两种等位基因型，而在紫叶株系含LiBBX16p和LiBBX16a。LiBBX16p缺失了一段特有的32-bp导致移码和翻译提前终止，并使其蛋白定位于细胞核和细胞质；基于该段缺失开发的InDel标记可准确区分常年紫叶与幼叶紫叶、常年绿叶紫薇株系。当LiBBX16p纯合时紫薇生长缓慢，多在幼苗期死亡，提示该基因可能同时影响了花青苷的积累与生长发育。在拟南芥中过表达LiBBX16p后植株呈紫色，花青苷含量达到对照的9.5倍；在紫色叶紫薇中沉默LiBBX16p可使叶片转绿。进一步分析发现，32-bp缺失增强了LiBBX16对花青苷合成相关基因（尤其是LiF3GT、LiMYB75）的转录激活能力，且LiBBX16p可能作为共激活因子通过蛋白互作被招募，而LiBBX16g直接结合DNA。
图1 基于32-bp缺失设计的引物在紫叶、绿叶和幼叶紫色成熟叶绿色的紫薇中扩增的LiBBX16基因片段PCR结果
图2 LiBBX16调控紫薇紫色叶性状的遗传模型（左）与调控紫色叶的工作模型（右）
综上，该研究鉴定了一个LiBBX16的新型等位基因，其结构变异（32-bp缺失）通过改变蛋白编码序列、亚细胞定位及转录调控活性，导致花青苷过量积累，形成紫色叶。该发现为紫薇紫色叶分子育种提供了重要的靶标基因，开发的InDel标记也为紫薇叶色性状的早期筛选提供了实用工具。
园林学院已毕业博士申萍为论文第一作者，潘会堂教授为通讯作者。
该研究得到国家重点研发计划课题（2023YFD1200105）、山东省重点研发计划项目（2025LZGC031）以及云南省科技人才与平台计划——云南省张启翔专家工作站（202405AF140078）的资助。
