南湖新闻网讯（通讯员 陶蓉）2025年3月31日，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室和湖北省洪山实验室匡汉晖教授团队在《The Plant Journal》发表了题为“Differential methylation of a retrotransposon upstream of a MYB gene causes variegation of lettuce leaves, which is abolished by the presence of an (AT)5 repeat in the promoter”的研究论文。该研究揭示了生菜MYB转录因子启动子区域的DNA甲基化差异导致叶片红色斑点形成的分子机制，并发现启动子区域存在特定长度的简单重复序列时，叶片会呈现均匀的红色表型。

杂色（Variegation）是植物界中一种普遍存在的现象，其形成机制涉及遗传、发育和生理等多重因素的共同作用。在一些生菜品种中，叶片出现随机分布的红色斑点，并且较均匀红色生菜而言，其着色受光照的影响较小。本研究深入解析了生菜叶片红色斑点形成的遗传机理和分子机制，为耐弱光红色生菜品种的培育提供了重要的理论依据和指导。

图1 RLL2A^V启动子区域AT重复变异导致红色斑点和红色叶片表型

研究团队通过构建双亲分离群体，并结合Bulked Segregant Analysis（BSA）和RNA-seq（BSR-Seq）技术，成功鉴定了调控生菜叶片红色斑点表型的位点。研究发现，两个位点调控生菜红色斑点的有无表型。针对这两个位点，研究团队分别构建了分离群体，并通过精细定位和基因克隆，确定了两个关键基因：LsANS和编码MYB转录因子的RLL2AV。其中，LsANS基因的功能缺失会导致花青素合成途径受阻，从而引起红色斑点消失，但该基因并不直接参与斑点形成的调控。而转录组分析结果显示RLL2AV基因在红色斑点区域特异性表达，在绿色区域不表达。这种表达模式与RLL2AV基因-761 bp位置插入的反转录转座子的甲基化水平密切相关：在红色斑点区域该反转录转座子的甲基化水平较低，而绿色区域则表现出较高的甲基化水平。进一步遗传分析表明，当RLL2A启动子-409 bp处存在（AT）5重复序列时，RLL2A基因稳定表达，从而使叶片呈现均匀的红色表型。本研究发现了生菜中通过MYB基因启动子区域甲基化水平差异调控红色斑点形成的分子机制，同时证明了特定长度的简单重复序列对基因表达的稳定性具有重要调控作用。

图2 不同光照条件下红色斑点生菜和红色生菜的调控机制

华中农业大学园艺林学学院匡汉晖教授和陈炯炯副教授为共同通讯作者，博士后陶蓉为论文第一作者。该校已毕业硕士研究生马姣姣、钱金龙、刘雅丽，博士后张维奕、美国加州大学戴维斯分校Dean Lavelle博士、华中农业大学园艺林学学院王昕教授、华中农业大学植物科学技术学院鄢文豪教授和美国加州大学戴维斯分校Richard Michelmore教授参与了该项研究。该项目依托于华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室平台，受到国家自然科学基金的资助。

审核人 陈炯炯