貴州大學揭示山桐子果實顏色決定含油量與品質的機制

貴州大學貴州省森林資源與環境研究中心宋啟玲副教授在Industrial Crops & Products發表了題為“Transcriptomic and metabolomic analyses reveal the potential mechanism of pigment composition and oil quality in the fruit of four coloredIdesia polycarpa”的研究論文。利用多組學聯合分析，揭示了山桐子果實色素組成與油脂品質的協同調控機制，為高油、優質山桐子育種提供關鍵理論支撐與分子靶點。

在我國豐富的木本油料資源中，山桐子（Idesia polycarpa Maxim.）憑借生長快、適應性強、果實含油量高、不飽和脂肪酸比例優異等突出優勢，被譽為“樹上油庫”，是極具開發前景的鄉土油料樹種與生物能源樹種。其果實成熟時呈現出鮮明的色彩分化，常見黃色、橙色、紅色、深紅色等多種表型，果色直觀醒目、田間易識別，長期以來被作為重要的形態分類與種質篩選依據。但有些問題沒有弄清楚：山桐子果實顏色不一樣，到底和油脂多少、脂肪酸好壞有什么真實聯系？色素形成和油脂積累會不會互相影響？又是哪些基因和激素在背后起作用？這些問題直接影響山桐子怎么選優、怎么育種，也決定了未來能不能實現“看顏色就知道品質” 的高效利用模式。

研究團隊以四種典型果色山桐子為材料，綜合開展表型觀測、生理生化檢測、廣泛靶向代謝組與轉錄組測序分析，構建了代謝—基因—轉錄因子層級調控網絡，從多組學水平系統解析了山桐子果實色澤發育與油脂品質形成的協同調控機制。研究結果顯示，四種果色山桐子在果實形態、含油量、脂肪酸組成及色素積累方面均存在明顯差異，果色與油脂性狀高度關聯。其中，深紅色果實的含油量最高，油脂積累更為充分；紅色果實不飽和脂肪酸含量突出，亞油酸合成優勢尤為明顯。黃色果實以類胡蘿卜素大量積累為主要特征，紅色與深紅色果實則以黃酮類、花青素類物質富集為標志。這一結果說明，山桐子果色不只是外觀表型，更是油脂產量、脂肪酸營養品質及次生代謝水平的綜合體現，可作為種質早期評價與篩選的直觀指標。

圖1 四種顏色山桐子果實外觀、色差指標、色素及表型特征

在此基礎上，研究進一步從代謝通量與分子調控方面表明，類胡蘿卜素、黃酮、花青素三條色素合成途徑，與脂肪酸合成途徑共享乙酰-CoA等關鍵前體，在代謝過程中存在底物分配競爭。通過轉錄組與共表達網絡分析，篩選出MYB8、ABF-2、MYC2-10等核心調控轉錄因子，并揭示ABA（脫落酸）與JA（茉莉酸）作為重要信號，參與調控碳流量分配、色素合成及油脂積累。這些發現揭示了山桐子色澤形成與油脂品質關聯機制，為培育高含油量、高不飽和脂肪酸專用型山桐子新品種提供了明確分子靶點與理論依據，對推動我國特色木本油料產業高質量發展具有重要的科學參考價值與應用指導意義。

圖 2 調控網絡、關鍵基因表達、激素含量及工作模型

本研究得到了貴州省科技重大專項項目、貴州省基礎研究計劃（自然科學）項目、貴州大學自然科學人才基金的聯合資助。

https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2026.123178