國際學術期刊《Molecular Horticulture》發(fā)表了一項關于軟棗獼猴桃（Actinidia arguta）花青素調控機制的重要研究。作為一種外觀誘人、果皮可食且營養(yǎng)豐富的新興水果，軟棗獼猴桃在商業(yè)化栽培中卻面臨紅色性狀不穩(wěn)定的產業(yè)瓶頸，而傳統(tǒng)育種周期長、效率有限，亟需從分子層面解析色澤形成機制并開發(fā)育種標記。在此背景下，中國農業(yè)科學院鄭州果樹研究所齊秀娟研究員團隊完成了全紅肉軟棗獼猴桃“天源紅”的染色體級別基因組組裝，系統(tǒng)揭示了花青素積累的調控路徑。研究發(fā)現(xiàn)，一個名為AaBEE1的bHLH轉錄因子能夠直接結合花青素關鍵基因AaLDOX的啟動子，從而負向調控其表達；進一步研究鑒定出啟動子區(qū)一個與果肉顏色緊密關聯(lián)的29-bp indel變異，并成功將其開發(fā)為可用于早期輔助選擇的分子標記。該研究不僅闡明了紅肉軟棗獼猴桃著色的分子開關，也為推進獼猴桃色澤育種提供了關鍵基因資源與實用工具。

研究主線

研究圍繞“紅肉形成機制”展開，構建了一套從基因組到表型的完整研究體系：

材料系統(tǒng)構建：

• 以全紅型品種“天源紅”為材料完成基因組組裝；
• 選取紅肉（ZHB）與綠肉（ZLB）品系，進行多組織、多發(fā)育階段的轉錄組比較；
• 利用煙草、番茄、擬南芥及獼猴桃果實等多種遺傳轉化體系進行功能驗證。

技術路徑設計：

• 通過比較基因組分析探討物種特異性狀形成的進化基礎；
• 基于RNA-seq篩選候選基因，結合DAP-seq尋找靶點；
• 運用Y1H、EMSA、ChIP-qPCR、LUC等多種技術驗證轉錄因子與啟動子的互作關系；
• 克隆AaLDOX啟動子，分析其變異與顏色表型的關聯(lián)，開發(fā)可用于育種篩選的 indel 標記。

雙熒光素酶報告基因成像（LUC Assay）

研究團隊將AaBEE1效應載體與AaLDOXpro-LUC報告載體共轉染本氏煙草葉片，培養(yǎng)3天后使用LASER系列活體成像系統(tǒng)進行熒光信號采集。系統(tǒng)配置高靈敏度自動對焦鏡頭，有效捕捉Firefly與Renilla熒光素酶信號，并通過軟件計算LUC/REN比值，定量分析啟動子活性。

相關發(fā)現(xiàn)

AaBEE1下調AaLDOX啟動子活性

LUC成像顯示，共轉AaBEE1與AaLDOXpro的葉片熒光信號顯著弱于對照，證實AaBEE1對AaLDOX啟動子具有下調制作用。

Fig 5d-e: LUC/REN比值與熒光成像顯示AaBEE1對AaLDOX啟動子的下調效果

29-bp indel決定啟動子活性強弱

進一步比較紅/綠品種中AaLDOX啟動子活性，發(fā)現(xiàn)29-bp插入型啟動子活性顯著高于缺失型，解釋了紅肉品種中AaLDOX高表達的原因。

Fig 7c-d: 紅/綠品種AaLDOX啟動子活性比較

實驗配套

為何選擇LASER系列活體成像系統(tǒng)進行LUC活體成像？

本研究中的雙熒光素酶報告實驗對活體成像設備提出了核心要求：需具備高靈敏度以捕獲微弱信號，并兼容多樣本類型以適應植物實驗場景。

LASER系列活體成像系統(tǒng)的設備要點與此高度契合：

? 高靈敏度深冷相機與大口徑鏡頭：支持微弱熒光素酶信號的快速自動采集，確保啟動子活性的細微差異得以可靠量化；為數(shù)據(jù)標準化和比率計算提供便利；

? 多功能集成樣品臺：可兼容活體植物、培養(yǎng)皿、多孔板等多種樣本，高度適配從葉片侵染到多樣本篩選的實驗流程。

LASER系列活體成像系統(tǒng)在本研究中成功捕捉到AaBEE1導致AaLDOX啟動子活性減弱的現(xiàn)象，為“轉錄因子—啟動子”互作提供了直觀證據(jù)，成為基因功能驗證鏈條中關鍵一環(huán)。

小結

本研究從基因組出發(fā)，系統(tǒng)解析了軟棗獼猴桃花青素合成的負調控機制，不僅為理解果實著色提供了新視角，也為分子標記輔助育種奠定了理論基礎。LASER系列活體成像系統(tǒng)在啟動子活性分析中的成功應用，再次證明了高性能成像設備在植物分子生物學研究中的價值——讓不可見的基因調控，變得清晰可見。

參考文獻：Li Y, Song Z, Zhan X, et al. Chromosome-level genome assembly assists in dissecting mechanism of anthocyanin regulation in kiwifruit (Actinidia arguta). Mol Hortic. 2025;5:18. https://doi.org/10.1186/s43897-024-00139-7

推薦設備

LASER系列動植物活體成像系統(tǒng)

? 科研級深制冷相機搭配大光圈自動對焦鏡頭，捕獲極微弱的光信號，實現(xiàn)高信噪比成像。

? 峰值QE可達約95%，在可見-近紅外波段都能高效收光，暗條帶信號也不流失。

? 采用高功率、窄波段的長壽命光源，并通過全局無影化對稱設計，確保樣品被均勻激發(fā)，避免陰影，保證成像結果的穩(wěn)定性和可重復。

? 覆蓋生物發(fā)光、化學發(fā)光、多色熒光成像，滿足多種實驗需求。

? 該系統(tǒng)廣泛適用于腫瘤學、藥物動力學、基因功能研究及細胞示蹤等前沿研究領域，為科研提供有效、可靠的數(shù)據(jù)支撐。