近日，我院园艺所张和臣团队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、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。

转录因子功能演化可通过自身序列或下游顺式元件变化来实现。为排除下游元件干扰，本研究将不同物种的R2R3-MYB在矮牵牛同一组织中表达，直接评估其调控结构基因的能力。结果显示，这些蛋白经历渐进式功能分化。基因复制后，新成员获得新功能的同时仍然保留了部分原有功能。这种分化赋予植物在不同组织或发育阶段灵活调配多种代谢产物的能力。

图1 不同R2R3-MYB结构域互换对花青素积累与结构基因表达的影响

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。我院为第一完成单位，园艺所张和臣研究员、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。