文献导读 | LASER系列活体成像系统助力软枣猕猴桃花青素调控机制解析

国际学术期刊《Molecular Horticulture》发表了一项关于软枣猕猴桃（Actinidia arguta）花青素调控机制的重要研究。作为一种外观诱人、果皮可食且营养丰富的新兴水果，软枣猕猴桃在商业化栽培中却面临红色性状不稳定的产业瓶颈，而传统育种周期长、效率有限，亟需从分子层面解析色泽形成机制并开发育种标记。在此背景下，中国农业科学院郑州果树研究所齐秀娟研究员团队完成了全红肉软枣猕猴桃“天源红”的染色体级别基因组组装，系统揭示了花青素积累的调控路径。研究发现，一个名为AaBEE1的bHLH转录因子能够直接结合花青素关键基因AaLDOX的启动子，从而负向调控其表达；进一步研究鉴定出启动子区一个与果肉颜色紧密关联的29-bp indel变异，并成功将其开发为可用于早期辅助选择的分子标记。该研究不仅阐明了红肉软枣猕猴桃着色的分子开关，也为推进猕猴桃色泽育种提供了关键基因资源与实用工具。

研究主线

研究围绕“红肉形成机制”展开，构建了一套从基因组到表型的完整研究体系：

材料系统构建：

• 以全红型品种“天源红”为材料完成基因组组装；
• 选取红肉（ZHB）与绿肉（ZLB）品系，进行多组织、多发育阶段的转录组比较；
• 利用烟草、番茄、拟南芥及猕猴桃果实等多种遗传转化体系进行功能验证。

技术路径设计：

• 通过比较基因组分析探讨物种特异性状形成的进化基础；
• 基于RNA-seq筛选候选基因，结合DAP-seq寻找靶点；
• 运用Y1H、EMSA、ChIP-qPCR、LUC等多种技术验证转录因子与启动子的互作关系；
• 克隆AaLDOX启动子，分析其变异与颜色表型的关联，开发可用于育种筛选的 indel 标记。

双荧光素酶报告基因成像（LUC Assay）

研究团队将AaBEE1效应载体与AaLDOXpro-LUC报告载体共转染本氏烟草叶片，培养3天后使用LASER系列活体成像系统进行荧光信号采集。系统配置高灵敏度自动对焦镜头，有效捕捉Firefly与Renilla荧光素酶信号，并通过软件计算LUC/REN比值，定量分析启动子活性。

相关发现

AaBEE1下调AaLDOX启动子活性

LUC成像显示，共转AaBEE1与AaLDOXpro的叶片荧光信号显著弱于对照，证实AaBEE1对AaLDOX启动子具有下调制作用。

Fig 5d-e: LUC/REN比值与荧光成像显示AaBEE1对AaLDOX启动子的下调效果

29-bp indel决定启动子活性强弱

进一步比较红/绿品种中AaLDOX启动子活性，发现29-bp插入型启动子活性显著高于缺失型，解释了红肉品种中AaLDOX高表达的原因。

Fig 7c-d: 红/绿品种AaLDOX启动子活性比较

实验配套

为何选择LASER系列活体成像系统进行LUC活体成像？

本研究中的双荧光素酶报告实验对活体成像设备提出了核心要求：需具备高灵敏度以捕获微弱信号，并兼容多样本类型以适应植物实验场景。

LASER系列活体成像系统的设备要点与此高度契合：

▷ 高灵敏度深冷相机与大口径镜头：支持微弱荧光素酶信号的快速自动采集，确保启动子活性的细微差异得以可靠量化；为数据标准化和比率计算提供便利；

▷ 多功能集成样品台：可兼容活体植物、培养皿、多孔板等多种样本，高度适配从叶片侵染到多样本筛选的实验流程。

LASER系列活体成像系统在本研究中成功捕捉到AaBEE1导致AaLDOX启动子活性减弱的现象，为“转录因子—启动子”互作提供了直观证据，成为基因功能验证链条中关键一环。

小结

本研究从基因组出发，系统解析了软枣猕猴桃花青素合成的负调控机制，不仅为理解果实着色提供了新视角，也为分子标记辅助育种奠定了理论基础。LASER系列活体成像系统在启动子活性分析中的成功应用，再次证明了高性能成像设备在植物分子生物学研究中的价值——让不可见的基因调控，变得清晰可见。

参考文献：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. https://doi.org/10.1186/s43897-024-00139-7

推荐设备

LASER系列动植物活体成像系统

▷ 科研级深制冷相机搭配大光圈自动对焦镜头，捕获极微弱的光信号，实现高信噪比成像。

▷ 峰值QE可达约95%，在可见-近红外波段都能高效收光，暗条带信号也不流失。

▷ 采用高功率、窄波段的长寿命光源，并通过全局无影化对称设计，确保样品被均匀激发，避免阴影，保证成像结果的稳定性和可重复。

▷ 覆盖生物发光、化学发光、多色荧光成像，满足多种实验需求。

▷ 该系统广泛适用于肿瘤学、药物动力学、基因功能研究及细胞示踪等前沿研究领域，为科研提供有效、可靠的数据支撑。