BMC Genomics | 综合代谢组学和转录组学分析揭示了菊花黄酮和咖啡酰奎宁酸的生物合成机制

杭白菊是一种流行的药用和食用植物，主要通过黄酮类和咖啡酰奎宁酸(CQAs)的存在发挥其生物活性。然而，菊花头状花序中黄酮和CQA生物合成的调控机制尚不清楚。

本研究采用高效液相色谱法测定了菊花头状花序发育过程中黄酮类化合物和CQAs的含量，发现在S1和S2阶段含量较高，在S3 ~ S5阶段含量逐渐降低。转录组学分析显示，CmPAL1/2、CmCHS1/2、CmFNS、CmHQT和CmHCT是黄酮类化合物和CQAs生物合成的关键结构基因。此外，本研究还通过加权基因共表达相关网络分析(WGCNA)、k-means聚类、相关分析和蛋白互作预测等方法，鉴定与黄酮和CQA生物合成相关的转录因子(TFs)，包括MYB、bHLH、AP2/ERF和MADS-box家族。CmERF/PTI6和CmCMD77被认为是CmMYB3和CmbHLH143的上游调控因子，而CmMYB3和CmbHLH143可能形成复合物，直接调控结构基因CmPAL1/2、CmCHS1/2、CmFNS、CmHQT和CmHCT，从而控制黄酮和CQA的生物合成。

总体而言，这些发现初步揭示了菊花头状花序黄酮和CQAs积累的TF调控网络，为杭白菊品质提升和产业高质量发展奠定了理论基础。