DNA甲基化和去甲基化是植物重要的表观遗传修饰，它们增强了基因组的可塑性，使其能够适应环境变化，并调控生长发育。多项研究表明，花色素苷相关基因的表达水平与启动子甲基化等表观遗传控制机制有关。同时，花色素苷的积累会受到低温信号的影响，但是两者之间的相互关系尚不清楚，特别是DNA去甲基化是否参与调节低温胁迫下花色素苷的积累报道较少。因此，探究低温胁迫下DNA去甲基化对苹果品质提高具有重要的理论意义与指导价值。

近日，Horticulture Research上线了（Advance Access）北京农学院果树种质资源创新与利用团队题为ROS1 promotes low temperature-induced anthocyanin accumulation in apple by demethylating the promoter of anthocyanin-associated genes的研究论文，该论文揭示了去甲基化基因ROS1介导低温诱导条件下苹果（Malus domestica）花色素苷积累的分子机理。

本研究通过转录组测序，发现去甲基化基因ROS1的表达水平与低温条件下花色素苷生物合成相关基因的表达水平和花色素苷含量高度相关。对不同着色类型苹果品种和苹果果实进行低温处理，表明去甲基化基因ROS1的表达水平在低温处理后显著升高，同时随着叶片和果实着色加深，花色素苷合成相关基因的表达水平显著升高。同时，重亚硫酸盐测序结果表明，低温处理后苹果叶片中花色素苷生物合成相关基因MdCHS、MdCHI、MdF3'H、MdANS、MdUFGT和MdMYB10启动子的甲基化水平降低，在苹果果实中也发现了类似的表达和甲基化现象。进一步在苹果叶片和果实中瞬时沉默MdROS1会抑制花色素苷的积累，而在过表达MdROS1中则会出现相反的结果。

启动子结合实验表明，MdROS1的保守结构域RRD-DME直接与MdF3'H和MdUFGT的启动子结合。这些结果表明，ROS1在低温条件下通过降低花色素苷相关基因启动子的甲基化水平，调控花色素苷生物合成途径。

该研究由北京农学院姚允聪教授课题组完成，北京农学院园艺学科硕士研究生于璐佳、孙玉莹、张喜为论文并列第一作者，姚允聪教授、田佶教授为论文并列通讯作者。该项工作得到国家自然科学基金项目（31772263）、北京市科技新星项目（Z201100006820142）和北京林木分子设计育种高精尖创新中心的资助。

作者及研究团队简介

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姚允聪教授团队建立了我国观赏海棠资源创制与育种平台，包括资源评价指标体系与方法、我国原产苹果属植物类黄酮标准图谱、实生选种与诱变育种技术体系、以及新品种苗木产业化和果园生态调控技术研究。同时开展了苹果果实品质遗传与环境改良研究，揭示了类黄酮代谢分子网络和重要转录因子调控机理。至今已在Plant Cell、New Phytologist、Plant Biotechnology Journal、The Plant Journal、Plant, Cell & Environment、Horticulture Research等期刊发表SCI论文70余篇。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac007