近日，全国重点实验室竹子遗传学基础与种质创新团队在《New Phytologist》（中科院1区Top，IF_-5yr=10.9）发表题为“PnMYB4a, a R2R3 transcription factor, modulates coumarin biosynthesis during melanization in the culms of Phyllostachys nigra”（《R2R3 转录因子 PnMYB4a 调控紫竹竹秆黑色素形成过程中香豆素生物合成的分子机制》）的研究论文，解析了调节紫竹黑色素形成关键底物之一香豆素的生物合成分子机理，为紫竹等观赏竹种质创新与分子育种提供新的科学理论与研究基础。

紫竹（Phyllostachys nigra）是我国著名观赏竹种，以竹秆表皮呈现紫黑色闻名，在我国古典和现代园林造景、工艺品加工等方面具有突出价值。课题组已有研究证实紫竹竹秆表皮沉积的黑色物质并非传统花青素，而是由酚类或吲哚类底物氧化后聚合形成的黑色素（melanin）。然而目前，紫竹黑色素形成底物的分子调控网络尚不清晰，制约了其优良观赏性状定向改良。

该研究通过代谢组，结合转录组与 WGCNA 共表达网络，筛选获得核心 R2R3‑MYB 转录因子PnMYB4a。过表达结果表明，PnMYB4a 在拟南芥、水稻中均可显著促进香豆素类物质积累，并且PnMYB4a 能够直接结合香豆素合成关键基因Pn4CL4‑2的启动子并激活其转录表达。研究进一步鉴定到 PnMYB4a 的互作蛋白 PnWRKY8和PnWRKY72‑2。PnWRKY8和PnWRKY72‑2 同样可直接识别结合Pn4CL4‑2启动子 W‑box 元件，并对该基因产生转录抑制效应；而 PnMYB4a 通过蛋白互作能够拮抗PnWRKY8和PnWRKY72‑2 对Pn4CL4‑2启动子的结合，解除其抑制作用，进而协同推动香豆素生物合成，为黑色素合成提供充足前体底物，最终实现紫竹黑色素积累。

该成果从新的角度揭示了竹子黑色素合成转录调控通路，丰富了竹类秆色发育和变异现有理论，为开展观赏竹色泽性状分子育种提供重要候选基因与理论支撑。

浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室为该论文第一单位和通讯作者单位。竹子遗传学基础与种质创新团队侯丹副教授和林新春教授为该论文共同通讯作者，侯丹副教授和博士研究生曹雅聃为共同第一作者，加拿大不列颠哥伦比亚大学（University of British Columbia）Shawn D. Mansfield 教授参与本研究。该研究得到国家自然科学基金项目资助。