王圣云1, 郭二彪2, 李梦君2*, 王忠华3*
Shengyun Wang1, Erbiao Guo2, Mengjun Li2*, Zhonghua Wang3*
摘要: 该文聚焦药用植物叶色突变体, 系统阐述其诱发途径、突变分子机制及特色应用, 凸显药用植物在次生代谢调控中的研究价值。叶色突变体是因基因突变致使叶绿素合成或降解异常, 进而导致叶片颜色改变的突变类型, 可依据苗期叶色、色素含量、遗传特性等进行分类。其诱发方式分为自发突变和人工诱发突变, 后者涵盖物理、化学和生物诱变, 各有优劣。在分子机制上, 叶绿素合成与降解关键基因突变导致色素代谢失衡, 叶绿体发育相关基因异常影响叶绿体结构与功能, 光合作用基因变异改变光能捕获与转化效率, 转录因子与光信号/激素通路协同调控叶色。在药用植物中, 叶色突变常伴随光合效率变化, 通过能量供应、碳氮分配及代谢前体共享, 重塑 “叶绿素代谢-次生代谢” 网络, 进而调控黄酮、萜类、生物碱等药用次生代谢产物的合成与积累。因此, 叶色突变体不仅是解析光合与叶绿体发育机制的工具, 还是挖掘药用成分合成调控网络的关键材料, 在功能基因组学研究、分子标记辅助育种及高活性成分药用种质创制中应用前景广阔。尽管叶色突变体研究已取得一定成果, 但仍面临突变体筛选效率低、部分基因功能不明、多组学数据整合不足等问题。未来需依托 CRISPR 基因编辑等技术, 结合多组学整合与人工智能筛选, 重点突破药用成分合成的光调控机制, 以期推动濒危物种遗传改良及高活性品种培育。