色泽是决定植物外观品质及商品价值的重要因素，而决定植物色泽的天然色素主要包括花青素类、类胡萝卜素类和黄酮类化合物，为帮助各位学者的研究工作，迈维也开发了相应的代谢组产品，如广泛靶向代谢组、花青素代谢组、类胡萝卜素代谢组和黄酮代谢组，基于这些产品，迈维的合作客户也发表了大量有价值的研究成果，在此将部分色泽方向的研究成果作一展示（点此查看色泽研究方向更多文章）。
代谢组+转录组解析突变体“胎里红”枣果皮花青素合成机制
期刊：Journal of agriculture and food chemistry
发表时间：2020.12
单位：西北农林科技大学李新岗教授团队
2020年12月，西北农林科技大学林学院李新岗教授团队在Journal of agriculture and food chemistry 发表了题目为“Metabolomic and Transcriptomic Analyses of Anthocyanin Biosynthesis Mechanisms in the Color Mutant Ziziphus jujuba cv. Tailihong.”的研究论文并被选为封面文章。本研究基于黄酮代谢组检测和转录组技术研究平台，利用荧光定量qPCR、亚细胞定位、原核表达、体外酶活测定、GUS染色和双荧光素酶检测等分子生物学手段系统揭示了“胎里红”枣果皮花青素生物合成和调控机制。研究枣果皮花青苷的合成机制不仅能加深对枣果皮着色机制的认识，还能增加对枣果实的营养价值利用。迈维代谢提供了广泛靶向代谢组检测和转录组+代谢组联合分析服务。
花青素是重要的植物次生代谢产物，且在很多植物中，对于花青素生物合成相关基因及转录因子、合成通路的研究已经比较清晰。枣树果实富含多酚类物质，营养价值很高。它的多酚包括酚酸、类黄酮、黄烷醇和花青素，所有这些都有助于水果的颜色。“胎里红”枣品种出现了颜色突变：在果实发育过程中，果皮颜色开始为紫红色，成熟初期为黄色，成熟后为红色。前期研究发现，‘胎里红’幼果时的紫红色是由花青素积累引起的。然而，影响其花青素积累的生物合成途径和调控机制尚不清楚。因此本研究将借助组学手段对这一机理进行探究。
样本：3个不同发育阶段（授粉后30天、90天和110天）的枣果皮。
技术路线：
1、代谢组检测分析—差异代谢物筛选：探究枣皮紫红色相关的代谢物质
总花青素和总黄酮的含量在枣果皮发育过程中显著下降(图1)。代谢产物分析共鉴定出157种黄酮类化合物，包括12种花青素、42种黄酮、22种黄酮醇、9种黄烷醇、15种黄烷酮、8种原花青素和19种苯丙类化合物。
图1. 胎里红不同发育阶段的总花青素和总黄酮含量
根据阈值|log2(fold change)|≥1和VIP≥1筛选差异代谢物（DFM）（图2B）。DFMs中，大部分花青素、黄酮和黄酮醇在DAP30时显著高于DAP110时，包括芍药苷、花青素、木樨苷和芹菜素衍生物(图2C)。在两次比较组中大量的DFMs是重复的，如韦恩所示 (图2D)。在“胎里红”果实发育过程中，检测到12种不同的花青素。其中以矢车菊色素、芍药色素、飞燕草色素和牵牛花色素糖苷含量最多。作为“胎里红”幼果期枣皮紫红色来源的矢车菊素-3-O-芸香糖苷、芍药色素-3,5-O-二葡萄糖苷和矢车菊素在DAP30时的含量显著高于DAP110时的含量。随着果实成熟，矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和牵牛花色素-3-O-葡萄糖苷含量下降。因此，推测“胎里红”幼果时期枣果皮中高含量的矢车菊素和芍药色素衍生物是其呈红紫色的原因。
2. 转录组检测分析—差异基因筛选、GO注释：进一步探究枣果皮中的花青素合成机制
为进一步探索红枣果皮中花青素合成的分子机制，构建了9个cDNA文库的进行转录组分析。测序质量较高，可用于差异表达基因的分析。三个比较组(DAP90 vs DAP30、DAP110 vs DAP90、DAP110 vs DAP30)分别有3927、2553、5722个基因上调表达，4431、3647、6527个基因下调表达(图3A)。GO注释分析发现超过1000个DEGs与代谢过程(GO:0008152)和单生物过程(GO:0008150)相关。对DEGs进行KEGG途径富集分析，发现DEGs在多个代谢途径中富集，包括二级代谢途径、类黄酮代谢途径、代谢途径和脂肪酸代谢途径(图3B)。
图3. 胎里红不同发育阶段差异基因的KEGG富集分析
3. 多组学关联分析—花青素合成通路基因的表达情况分析、系统发育分析：探索花青素含量变化的调控基因
通过转录组筛选获得花青苷合成相关的候选基因ZjANS、ZjUGT79B1和ZjCCoAOMT，同时获得调控花青苷合成相关的转录因子ZjMYB5、ZjMYB113、ZjTT8、ZjGL3b、ZjGL3a、ZjWDR1、ZjWDR2和ZjWDR3。
图4. 不同发育阶段果皮中黄酮合成通路的DEGs的表达分析
4. qRT-PCR分析—基因与物质的相关性计算：鉴定枣果中花青素积累相关的关键基因
为进一步分析候选基因（ZjANS、ZjUGT79B1、ZjCCoAOMT、ZjMYB5、ZjMYB113、ZjTT8、ZjGL3b、ZjGL3a、ZjWDR1、ZjWDR和ZjWDR3）与花青苷合成的关系，通过qRT-PCR分析“胎里红”不同组织和不同发育过程中分析候选基因的表达情况(图5)。
5. 基因功能鉴定—原核表达及体外酶活试验：验证重组蛋白ZjANS、ZjUGT79B1、ZjCCoAOMT的功能
原核表达和体外酶活试验，鉴定了花青苷合成酶花青苷合成酶ZjANS和二次糖基化修饰酶ZjUGT79B1（图6），以及负责甲基化功能的基因ZjCCoAOMT在枣果皮花青苷生物合成的关键作用（图7）。
图6. ZjANS和ZjUGT79B1的原核表达和酶活性检测
6. 亚细胞定位分析—烟草瞬时转化：ZjANS和ZjUGT79B1等的亚细胞定位
为了确定ZjANS、ZjUGT79B1、 ZjMYB5、ZjTT8和ZjWDR3在细胞内的定位，构建了ZjANS-GFP、ZjUGT79B1-GFP、ZjMYB5-GFP、ZjTT8-GFP和ZjWDR3-GFP系列融合载体，并将其瞬时转化本氏烟草叶片表皮细胞内进行亚细胞定位。结果发现，ZjANS 和ZjUGT79B1不仅定位在细胞核上同时也分布在内质网上，而ZjMYB5-GFP和ZjTT8-GFP定位在细胞核，ZjWDR3-GFP定位在细胞核和细胞质中（图8）。
图8. 烟草叶片中ZjANS和ZjUGT79B1的亚细胞定位
7. 转录因子与结构基因的关系—序列分析、组织化学染色及蛋白活性测定：研究ZjMYB5、ZjTT8、ZjWDR3对ZjANS、ZjUGT79B1启动子的调控
通过GUS染色、双荧光素酶等验证了ZjMYB5、ZjTT8和ZjWDR3转录因子在调控花青苷生物合成途径的晚期结构基因ZjANS和ZjUGT79B1中的功能，揭示了枣果皮色泽形成的分子机理（图9）。研究系统解析了ZjMYB5、ZjTT8、ZjWDR3参与调控枣果皮花青素合成，并激活ZjANS和ZjUFGT79B1启动子的转录，从而促进‘胎里红’幼果时期枣果皮花青素积累。
图9. 转录因子ZjMYB5, ZjTT8,和ZjWDR3激活ZjANS和ZjUGT79B1启动子活性
不同皮色和肉色萝卜中黄酮类化合物的比较代谢组学研究
期刊：Journal of agriculture and food chemistry
发表时间：2020.11
单位：中国农业科学院麻类研究所
2020年11月，中国农业科学院麻类研究所梅时勇研究员团队在Journal of agriculture and food chemistry 发表了名为“A Comparative Metabolomics Study of Flavonoids in Radish with Different Skin and Flesh Colors (Raphanus sativus L.).”的研究论文。本研究基于黄酮代谢组检测技术研究平台，对颜色有差异的6个不同萝卜品种的皮和肉组织进行了物质检测和分析，这项研究为不同皮色和肉色的萝卜之间代谢物谱的差异提供了新的见解。这一结果将有助于培育有价值的萝卜新品种。迈维代谢提供了黄酮代谢组检测分析的服务。
结合代谢组和转录组解析欧李果实的花青素调控机制
期刊：Forests
发表时间：2020.10
单位：东北林业大学
2020年10月，东北林业大学生命科学学院宋兴舜教授团队在Forests发表了名为“Differential Regulation of Anthocyanins in Cerasus humilis Fruit Color Revealed by Combined Transcriptome and Metabolome Analysis .”的研究论文。本研究以2个不同颜色的欧李品种（彰武、农大5号）果皮为材料，基于花青素代谢组检测和转录组技术研究平台，对欧李果实呈色机理进行了探究。本研究结果为今后改善欧李果实色泽提供了新的参考。迈维代谢提供了代谢组检测和转录组+代谢组联合分析服务。
技术路线：
中文-《食品科学》-基于广泛靶向代谢组学的浅黄色和紫色核桃内种皮成分差异分析
2020年3月，云南林业和草原科学院肖良俊老师团队在《食品科学》发表了名为“基于广泛靶向代谢组学的浅黄色和紫色核桃内种皮成分差异分析”的研究论文。本研究为了解核桃内种皮的主要代谢成分，同时比较不同颜色内种皮的成分差异，利用高效液相色谱串联质谱广泛靶向代谢组学的方法，通过聚类分析、样本相关性分析和正交偏最小二乘判别分析等分析方法，测定并比较了相同生境下浅黄色和紫色核桃内种皮的代谢物质成分。迈维代谢提供了广泛靶向代谢组检测分析的服务。
技术路线：
