近期，我院玉米所在国际期刊Plant Physiology and Biochemistry在线发表了题为“Regulatory effects of Pl1 on anthocyanin biosynthesis in maize basal leaf sheaths and the underlying molecular mechanism”的研究论文，明确了R2R3-MYB转录因子Pl1在调控玉米基部叶鞘花青素生物合成中的功能，并初步解析了其上下游调控网络，为定向改良玉米花青素含量给予了理论依据，并创制了可供利用的突变体和转基因材料。

玉米基部叶鞘呈现紫色而叶片保持绿色的"紫鞘绿叶"性状是大多数玉米材料的典型特征，其组织特异性调控机制尚不清楚。研究团队以EMS突变体、CRISPR/Cas9基因编辑材料以及多个玉米自交系为材料，利用DAP-seq、RNA-seq、DNA pull-down联合LC-MS分析等技术，系统研究了Pl1在叶鞘花青素积累中的功能及其调控机制。

功能验证结果表明，B1的提前终止突变不影响叶鞘花青素积累，而Pl1突变导致叶鞘完全变绿；在LH244背景中敲除Pl1后，玉米叶鞘由紫转绿；在京724中过表达Pl1则显著加深叶鞘着色，并促使叶片也出现花青素沉积。该结果证实Pl1是调控叶鞘花青素合成的关键因子。研究团队进一步从513份玉米自交系中筛选到22份绿鞘材料，其中自交系4F1和JI63均携带pl1等位突变，序列分析发现，这两个材料的pl1 mRNA第三外显子存在18bp缺失，该缺失位于GC富集序列中，RNA二级结构预测显示该区域可形成稳定的发夹结构，推测这可能干扰了RNA的正常加工。

利用DAP-seq技术，在全基因组范围内鉴定出8053个高置信度Pl1靶基因，其中9个为黄酮类生物合成通路结构基因，并对4个Pl1靶基因进行了EMSA验证。KEGG分析显示，Pl1靶基因在精氨酸和脯氨酸代谢通路显著富集。

为解析Pl1组织特异性表达的调控机制，研究团队对4份"绿叶紫鞘"自交系进行跨组织比较转录组分析，发现Pl1在叶片中的表达水平显著低于叶鞘，并鉴定出2784个协同差异表达基因，其中包含218个转录调控因子。顺利获得DNA pull-down联合LC-MS分析，从Pl1启动子结合蛋白中鉴定出61个转录调控因子，其中5个与跨组织差异表达基因重叠，推测其为调控Pl1组织特异性表达的候选上游因子。

该工作得到了888集团 888协同创新中心建设项目（KJCX20240406和KJCX20240408）的资助。

原文链接：

http://doi.org/10.1016/j.plaphy.2026.111560