近日，我所在国际知名经典期刊《Plant Physiology》（IF=6.9，一区Top）在线发表了题为“Evolution of R2R3-MYB regulators of plant pigmentation”的研究论文，系统揭示了R2R3-MYB转录因子在植物色素调控演化方面的重要作用。瓦格宁根大学Lisa Oskam以“Purple potential in petunias: flavonoid pathway related regulator evolution”为题对该文章进行了亮点点评。

类黄酮（黄酮醇、单宁、花青素等）、甜菜色素等不仅是植物花瓣、蔬菜和果实等绚烂色彩的来源，更在植物生命活动中扮演着关键角色。因此，色素合成与调控一直是生物学领域的研究热点。其中，R2R3-MYB转录因子是植物色素调控演化的重要分子引擎，其在植物进化过程中经历了大规模的扩增与功能分化。项目团队通过对色素调控相关R2R3-MYB蛋白进行了大规模系统发育分析，并从不同植物物种及不同系统发育分支中挑选出具有代表性的R2R3-MYB成员，分析了其功能的相似性与差异性。

转录因子在演化过程中，其生物学功能可以通过 (i) 转录因子自身序列的变化，和/或 (ii) 其下游靶基因顺式调控元件的变化等两种方式发生改变。因此，为了揭示R2R3-MYB蛋白本身的功能变化（排除下游调控网络变异的干扰），本研究采用了一种“非传统”的研究策略：将来自不同物种的R2R3-MYB在同一个物种、同一组织中进行表达（即在矮牵牛花瓣或叶片中表达）。在此背景下，可以直接评估这些R2R3-MYB激活（或抑制）各类结构基因的能力偏好。通过选择在相同组织中统一表达，揭示了这些蛋白的演化是一系列渐进式的变化过程。大量实验研究证明来自不同物种的色素相关R2R3-MYB对矮牵牛色素合成基因调控序列的亲和力存在差异，同时它们与转录复合体中其他互作伙伴（WD40、bHLH）的结合能力也有所不同。研究结果表明：R2R3-MYB在经历大规模基因复制事件后，不同成员通过编码基因的逐步分化而彼此产生功能差异。这种分化使得新拷贝在获得新功能的同时，并未完全丧失原有功能。这种R2R3-MYB色素调控因子在不同物种中的功能分化赋予了植物极大的灵活性，使其能够在不同组织或发育阶段积累相同或不同的化学成分（例如花青素、单宁、黄酮醇，甚至甜菜红素），并以不同的组合方式和比例进行调配，以满足日益增多的生物学功能需求。

因此，R2R3-MYB 转录因子在植物色素多样性的演化过程发挥了核心作用，而色素多样性不仅对植物的生存与繁殖至关重要，也对我们所见多彩世界的形成起到了关键作用。相关研究不仅为理解植物色素调控网络的演化规律提供了全新视角，也为今后通过分子设计改良花色、提升作物营养品质及开发天然色素资源等奠定了理论基础。

本研究由河南省农业科学院、上海交通大学、荷兰阿姆斯特丹大学、中国科学院植物研究所联合完成。我所为第一完成单位，张和臣研究员、符真珠副研究员为论文共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（32030095、32272753 ）、河南省农业科学院创新团队（2024TD36 ）及河南省科技研发联合基金（242301420128 ）等项目资助。