项目案例 转录组学研究揭示绣球花叶绿体发育对叶片颜色形成的影响（BMC Plant Biology，IF=5.26)

银边绣球花（YB）是一种优良的植物品种，具有美丽的花朵和银白色的边缘叶片。但对其叶片颜色特征及颜色形成机制的研究报道较少。

叶绿体超微结构

叶绿体超微结构显示银边绣球花（YB）和从银边绣球花中所获得的全绿叶突変变体（YM）的叶绿体形状、大小和数量明显不同。YM叶绿体具有完整的间质类囊体结构，而 YB叶绿体中没有间质类囊体结构等。YB叶片叶绿体的超微结构不规则，叶绿体发育异常。

测序组装

收集YB和YM的叶片边缘进行转录组测序，通过组装，共获得123，122条unigenes，N50长度为1235bp。这些unigenes平均长度为778 bp，中位长度为453 bp。

差异表达基因（DEGs）及功能分析

YB和YM之间的差异基因有4254个表达上调，2769个表达下调。检测到10个最显著上调和下调的基因。这些基因可能与叶片颜色的形成有关。与YM相比，YB的光合作用、叶绿素a/b结合蛋白I、ATP合酶和细胞色素基因表达水平下调。

叶绿体发育、分裂及叶绿素合成降解相关基因分析

和YM相比，YB中DELLA、PPR、GLK和Thf1（叶绿体发育）和FtsZ、MinD和AP2/ERF（叶绿体分裂）的表达水平下调，ARFs（叶绿体发育）的表达水平上调。YB与YM之间参与叶绿素合成和降解的unigenes表达谱没有显著变化。表明YB的叶片颜色可能是由叶绿体发育和分裂基因表达谱的变化引起的。

结论

本研究比较了YB和从YB中获得的全绿叶突变体（YM）在表型、生理和转录组上的差异。结果表明，YB和YM具有相似的遗传背景，但YB光合作用减弱。YB和YM之间有7，023个差异表达基因，在光合作用、叶绿体发育和分裂有关的基因表达量不同。本研究为深入研究绣球花叶片成色的分子机制提供新的思路

参考文献：

Qi X, et al. Comparative physiology and transcriptome analysis reveals that chloroplast development influences silver-white leaf color formation in Hydrangea macrophylla var. maculata. BMC Plant Biology, 2022.