LASER系列活體成像系統助力軟棗獼猴桃花青素調控機制解析

國際學術期刊《Molecular Horticulture》發表了一項關于軟棗獼猴桃（Actinidia arguta）花青素調控機制的重要研究。作為一種外觀誘人、果皮可食且營養豐富的新興水果，軟棗獼猴桃在商業化栽培中卻面臨紅色性狀不穩定的產業瓶頸，而傳統育種周期長、效率有限，亟需從分子層面解析色澤形成機制并開發育種標記。在此背景下，中國農業科學院鄭州果樹研究所齊秀娟研究員團隊完成了全紅肉軟棗獼猴桃“天源紅”的染色體級別基因組組裝，系統揭示了花青素積累的調控路徑。研究發現，一個名為AaBEE1的bHLH轉錄因子能夠直接結合花青素關鍵基因AaLDOX的啟動子，從而負向調控其表達；進一步研究鑒定出啟動子區一個與果肉顏色緊密關聯的29-bp indel變異，并成功將其開發為可用于早期輔助選擇的分子標記。該研究不僅闡明了紅肉軟棗獼猴桃著色的分子開關，也為推進獼猴桃色澤育種提供了關鍵基因資源與實用工具。

研究圍繞“紅肉形成機制”展開，構建了一套從基因組到表型的完整研究體系：

材料系統構建：

• 以全紅型品種“天源紅”為材料完成基因組組裝；

• 選取紅肉（ZHB）與綠肉（ZLB）品系，進行多組織、多發育階段的轉錄組比較；

• 利用煙草、番茄、擬南芥及獼猴桃果實等多種遺傳轉化體系進行功能驗證。

技術路徑設計：

• 通過比較基因組分析探討物種特異性狀形成的進化基礎；

• 基于RNA-seq篩選候選基因，結合DAP-seq尋找靶點；

• 運用Y1H、EMSA、ChIP-qPCR、LUC等多種技術驗證轉錄因子與啟動子的互作關系；

• 克隆AaLDOX啟動子，分析其變異與顏色表型的關聯，開發可用于育種篩選的 indel 標記。
   

研究團隊將AaBEE1效應載體與AaLDOXpro-LUC報告載體共轉染本氏煙草葉片，培養3天后使用LASER系列活體成像系統進行熒光信號采集。系統配置高靈敏度自動對焦鏡頭，有效捕捉Firefly與Renilla熒光素酶信號，并通過軟件計算LUC/REN比值，定量分析啟動子活性。

相關發現

AaBEE1抑制AaLDOX啟動子活性

LUC成像顯示，共轉AaBEE1與AaLDOXpro的葉片熒光信號顯著弱于對照，證實AaBEE1對AaLDOX啟動子具有抑制作用。

Fig 5d-e: LUC/REN比值與熒光成像顯示AaBEE1對AaLDOX啟動子的抑制效果

29-bp indel決定啟動子活性強弱

進一步比較紅/綠品種中AaLDOX啟動子活性，發現29-bp插入型啟動子活性顯著高于缺失型，解釋了紅肉品種中AaLDOX高表達的原因。

Fig 7c-d: 紅/綠品種AaLDOX啟動子活性比較

實驗配套

為何選擇LASER系列活體成像系統進行LUC活體成像？

本研究中的雙熒光素酶報告實驗對活體成像設備提出了核心要求：需具備高靈敏度以捕獲微弱信號，并兼容多樣本類型以適應植物實驗場景。

LASER系列活體成像系統的設備要點與此高度契合：

▷ 高靈敏度深冷相機與大口徑鏡頭：支持微弱熒光素酶信號的快速自動采集，確保啟動子活性的細微差異得以可靠量化；為數據標準化和比率計算提供便利；

▷ 多功能集成樣品臺：可兼容活體植物、培養皿、多孔板等多種樣本，完美適配從葉片侵染到多樣本篩選的實驗流程。

LASER系列活體成像系統在本研究中成功捕捉到AaBEE1對AaLDOX啟動子的抑制效應，為“轉錄因子—啟動子”互作提供了直觀證據，成為基因功能驗證鏈條中關鍵一環。

小結

本研究從基因組出發，系統解析了軟棗獼猴桃花青素合成的負調控機制，不僅為理解果實著色提供了新視角，也為分子標記輔助育種奠定了理論基礎。LASER系列活體成像系統在啟動子活性分析中的成功應用，再次證明了高性能成像設備在植物分子生物學研究中的價值——讓不可見的基因調控，變得清晰可見。

參考文獻：Li Y, Song Z, Zhan X, et al. Chromosome-level genome assembly assists in dissecting mechanism of anthocyanin regulation in kiwifruit (Actinidia arguta). Mol Hortic. 2025;5:18. 

LASER系列動植物活體成像系統

▷ 科研級深制冷相機搭配大光圈自動對焦鏡頭，捕獲極微弱的光信號，實現最高信噪比的成像。

▷ 峰值QE可達約95%，在可見-近紅外波段都能高效收光，暗條帶信號也不流失。

▷ 采用高功率、窄波段的長壽命光源，并通過全局無影化對稱設計，確保樣品被均勻激發，避免陰影，保證成像結果的穩定性和可重復。

▷ 覆蓋生物發光、化學發光、多色熒光成像，滿足多種實驗需求。

▷ 該系統廣泛適用于腫瘤學、藥物動力學、基因治療及細胞示蹤等前沿研究領域，為科研提供精準、可靠的數據支撐。