走到户外，春天就会怒放，从红色的郁金香到粉色的木兰再到紫色的丁香花，但是植物是如何创造出这些颜色的呢?花青素的形成是吸引传粉者并提供美丽花束的迷人色彩的开始。
花青素是植物交流和保护计划的一部分。它们通过特殊的代谢途径合成，可以过滤有害的辐射并抑制破坏细胞的自由基。科学家们对花青素在中心代谢过程中是如何组装的了解甚多，但对其代谢旅程的最后一段——液泡——却知之甚少，在液泡中，花青素最终显露出其真正的颜色。
主席Erich Grotewold MSU’生物化学和分子生物学系,南姜,博士后研究助理,设计实验来测试假设从谷胱甘肽S-transferase酶(GST)而生的家庭,存在于所有真核细胞包括人类肝脏保护花青素在他们的旅程从内质网到液泡。
GST在花青素色素形成中的作用至今仍是一个未解之谜。Grotewold解释道。有充分的证据表明，它们所做的并不是用化学方法改变色素，而是与色素结合，帮助色素移动到液泡中而不被降解。
在最近发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项研究中，他们截获了模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的中枢代谢和特化代谢之间的联系，这可能会导致对植物代谢的这两个方面如何协调的新的机械学理解。
这一切都始于tt19，一种GST的基因突变体，它不积累花青素色素，使种子和幼苗呈现白色。Grotewold和Jiang希望通过对整个tt19基因组进行突变，找到一个参与降解花青素的突变基因，从而在没有GST保护的情况下恢复色素沉着。
如果假设GST与花青素结合并使化合物稳定，因为另一种酶想要来分解它，那么如果我们敲除分解酶，GST就不再需要了，色素也应该被回收。Grotewold解释道。南设计了一个漂亮的实验，他可以同时筛选成千上万的非常小的幼苗，以确定哪些幼苗可以恢复色素沉着。
在遗传学方面，Jiang创造了抑制因子，即抑制无色素tt19突变表型的突变体。他煞费苦心地将最小的抑制苗培育成完全成熟的植株，这些植株的后代对以后的一切都是必需的。
我把潜在的抑制苗转移到正常植物生长的培养基中，让它们适应环境。姜说，他在研究中研究了7代植物。紫色会慢慢消失，10-15天后，在我把幼苗移栽到土壤里之前，绿叶会出现，叶绿体也恢复了。
在数千株幼苗中，姜鉴定并繁殖了6个抑制因子。全基因组重测序显示，所有6个抑制系与GST护送没有任何关系，因为他们的假设。
相反，它们都参与了一类小干扰rna (sirna)的生物发生，这些小干扰rna来自已知参与控制数百个基因表达的RDR6-SGS3-DCL4通路。
我们非常困惑，因为废除这个siRNA途径通常不会导致任何主要的显型。Grotewold解释道。在这里，我们发现了六种独立的突变，它们都击中了这个siRNA系统，即RDR6-SGS3-DCL4通路。
研究人员发现，这些抑制基因实际上恢复了花青素的部分水平，但它们也产生了大量的另一种类黄酮醇。来自中心代谢的碳被推入专门的途径，但这只有在tt19 GST和RDR6突变同时存在的情况下才会发生，这就是为什么蒋艰苦培育抑制系后代是如此有价值的原因。
我们认为，在正常情况下，来自特定代谢的siRNAs会控制中心代谢，就像飞机上的稳定器，适应小的风或压力条件并保持平衡一样。Grotewold解释道，他注意到他们还需要调查他们的发现是否适用于其他植物和途径。但是，当特定的新陈代谢和siRNA的生物生成途径都出现故障时，植物就不能保持平衡，就会出现混乱。
这是一个很好的例子，说明在基础研究上的投资如何能带来意想不到的结果，从而为未来的探索打开大门。资助这项研究的美国国家科学基金会分子和细胞生物科学部的项目主任科恩说。
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