综合代谢组学和转录组学分析揭示了FcMYB6在促进无花果（Ficus carica L.）果实中花青素生物合成方面的调控作用

《Plant Science》：Integrated metabolomic and transcriptomic analyses reveal the regulatory role of FcMYB6 in promoting anthocyanin biosynthesis in fig (Ficus carica L.) fruit

　　

王青杰|谢海峰|王新宇|赵霞雅|卢一博|任世雄|金彪|刘毅|李绍轩|王莉

中国扬州大学园艺与景观学院，扬州225009

摘要

无花果（Ficus carica L.）是一种具有经济价值的水果，对营养价值和感官品质有重要贡献。红色无花果品种因其高花青素含量而特别受到青睐；然而，果实成熟过程中花青素生物合成的调控机制仍不清楚。在本研究中，我们对红色无花果品种‘Red Orphan’在不同发育阶段的果皮进行了整合代谢组学和转录组学分析。随着果实成熟，花青素含量逐渐增加。代谢组学分析鉴定出13种与花青素相关的代谢物，其中pelargonidin和pelargonidin-3-(6′-malonylglucoside)可能是导致果实呈现红色的主要因素。结合转录组学和相关性分析，进一步确定了26个可能参与花青素调控的MYB转录因子。值得注意的是，FcMYB6与花青素积累呈强正相关，并在花青素含量较高的果实中表现出高表达水平。功能验证表明，FcMYB6的过表达显著增强了花青素的积累。这些发现为无花果果皮中花青素生物合成的分子调控提供了新的见解，并为提高果实品质提供了理论基础。

引言

无花果（Ficus carica L.）属于桑科植物，是最古老的栽培果树之一，广泛分布于亚热带和温带地区。Ficus属包含超过1400个物种（Mawa等人，2013年）。无花果果实富含多种次生代谢物，包括黄酮类和补骨脂素，这些化合物具有多种对人体健康有益的生物活性（Sun等人，2025年）。其中，花青素作为主要的黄酮类化合物，在决定果实颜色方面起着核心作用。无花果果实具有多种果皮颜色，其中红色果实因高花青素含量而特别受到消费者和市场的青睐（Cosme等人，2022年）。

花青素被认为是最大的酚类色素群，负责果实的着色（Singh等人，2024年；Zhang等人，2024年）。在无花果中，果皮颜色主要由花青素的组成和积累水平决定。因此，无花果品种大致可分为深色类型（如红色和紫色）和浅色类型（如绿色和黄色），深色基因型的花青素含量较高（Hssaini等人，2020年）。无花果中花青素的调控受到果实发育和成熟阶段的强烈影响（Kapoor等人，2022年；Schweiggert等人，2011年）。在果实成熟过程中，花青素含量逐渐增加，通常在完全成熟时达到最大值（Karantzi等人，2021年）。在分子水平上，花青素生物合成起源于苯丙素途径，由一系列结构明确的酶催化，包括查尔酮合酶（CHS）、查尔酮异构酶（CHI）、二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）、花青素合酶（ANS）和UDP-葡萄糖：黄酮类3-O-葡萄糖转移酶（UFGT）（Wang等人，2021年；Wang等人，2024b年）。这些酶促反应最终产生主要的花青素苷类，如氰苷、pelargonidin和delphinidin，它们共同决定了果实的颜色特征（Wang等人，2024b年）。

MYB转录因子是研究最广泛的花青素代谢调控因子（Zhang等人，2025年）。根据保守结构域，MYB蛋白被分为四个亚家族：1R-MYB、R2R3-MYB、3R-MYB和4R-MYB。越来越多的证据表明，MYB转录因子是多种果树中花青素积累的关键调节因子（Menconi等人，2025年）。例如，MdMYB10通过激活下游结构基因来增强苹果中的花青素积累（Telias等人，2011年）。在葡萄中，VvMYBA1通过反馈控制MYB基因表达来调节花青素积累（Liu等人，2023年）。同样，梨中的PpMYB17和Actinidia chinensis中的MYB120通过激活多个黄酮类途径基因来正向调节花青素生物合成（Premathilake等人，2020年；Wang等人，2022年）。

果实颜色是最重要的外部品质特征之一，是商业价值和营养价值的重要指标。为了阐明无花果颜色变化的分子基础，我们对多个发育阶段的果皮进行了整合代谢组学和转录组学分析，以系统地表征花青素谱型并鉴定关键调控基因。此外，还对候选转录因子FcMYB6的功能进行了实验验证。这些发现为无花果中花青素生物合成的分子调控提供了新的见解，并为提高果实颜色品质和营养价值提供了理论基础。

章节摘录

植物材料

无花果果实发育过程中的生理变化

讨论

花青素是重要的次生代谢物，在植物生长和发育以及促进人类健康方面发挥着重要作用（Wang等人，2024a）。因此，阐明花青素积累的生物合成途径和调控机制已成为植物和食品研究的核心课题。由于无花果富含花青素且具有较高的营养价值，因此受到了越来越多的关注（Walia等人，2022年）。在本研究中，我们系统地……

结论

本研究表明，无花果果实成熟过程中花青素含量显著增加。代谢组学分析鉴定出13种与花青素相关的代谢物，其中pelargonidin可能是导致果皮着色的主要因素。转录组学分析揭示了多个参与花青素生物合成的差异表达基因，而多组学相关性分析表明MYB基因表达与花青素积累之间存在强正相关。

作者贡献声明

王新宇：研究、数据分析、数据整理。谢海峰：方法学设计、研究、数据分析。卢一博：数据整理。赵霞雅：研究、数据分析、数据整理。王莉：撰写、审稿与编辑。李绍轩：撰写、审稿与编辑、资金申请。王青杰：撰写初稿、验证、研究、概念构思。金彪：数据分析。任世雄：数据整理。刘毅：方法学设计。

利益冲突声明

致谢

山东省农业产业与技术（SDAIT?06–09）和山东省高等学校青年科技创新计划（2024KJI023）的支持。