近日，北京市农林科学院林业果树研究所樱桃研究室在国际主流学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（Q1，IF=7.7）发表了题为“Identification and characteristic analysis of PavUGT48 as a novel UDP-glycosyltransferase with dual functions on anthocyanin and amygdalin biosynthesis in sweet cherry”的研究论文。该研究对甜樱桃果实不同着色部位筛选出的关键差异基因PavUGT48开展研究，首次证实了PavUGT48具有催化矢车菊素和野黑樱苷糖基化的双重功能。相关研究结果为果实色泽改善及培育优质甜樱桃新品种奠定理论基础。
UDP-糖基转移酶（UDP-glycosyltransferases，UGT）是一类以UDP-糖类为糖基供体，催化类黄酮、生物碱或萜类等化合物糖基化的糖基转移酶，可通过催化生成相应代谢产物，参与植物生长发育、非生物和生物胁迫响应等多种生理进程。团队前期从同一甜樱桃果实不同着色部位筛选到一个显著差异表达的新糖基转移酶基因FUN_100084，并根据染色体位置信息，将其重新命名为PavUGT48。随后，我们以3个不同色泽代表性甜樱桃品种‘Lapins（红色）、'Rainier’（黄底红晕）及‘Bigarreau Dragon’（黄色）为研究试材，对不同发育时期甜樱桃果实中PavUGT48的表达量进行分析，发现PavUGT48在不同色泽甜樱桃果实成熟过程中均显著上调表达。
进一步，我们对3个不同发育阶段的‘Bigarreau Dragon’甜樱桃果实进行了代谢组学分析，通过共表达网络分析筛选出了显著相关的核心代谢物。结合表达量分析与UGT催化预测网站分析结果，最终锚定矢车菊素3-O-葡萄糖苷和苦杏仁苷合成通路进行验证。体外催化试验结果表明，在UDP-葡萄糖为糖供体，缓冲液pH 7.0或8.0的条件下，PavUGT48可以催化野黑樱苷生成苦杏仁苷。此外，在相同催化条件下，PavUGT48亦可催化矢车菊素生成矢车菊素3-O-葡萄糖苷。田间瞬时注射结果表明，与对照相比，瞬时过表达PavUGT48甜樱桃果实着色加深，而干扰PavUGT48甜樱桃果实则被抑制着色。转基因果实和对照果实的代谢组学测定结果发现，与各自对照相比，过表达株系中矢车菊素3-O-葡萄糖苷和苦杏仁苷的含量均显著积累，而干扰株系中两种代谢产物的含量则显著下降。综上，本研究首次证实，PavUGT48能够提升矢车菊素3-O-葡萄糖苷含量，进而增强果实着色，同时亦可促进苦杏仁苷积累。
樱桃研究室助理研究员冯琛博士和已毕业硕士研究生郭青青（现为中国农业大学在读博士研究生）为论文共同第一作者，北京市农林科学院林业果树研究所段续伟副研究员、张开春研究员及东北林业大学薛哲勇教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金（32372664）、北京市农林科学院林业果树研究所青年科研基金（LGSJJ202406）、北京市农林科学院基因组协同创新育种平台（KJCX20240408）和国际科技合作平台建设（2024-11）等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.143062
