编者按：从深海到高山、从沙漠到雨林，地球的每一处都有植物的印记。岁月流变、气候变迁、地质运动、生境更迭，植物历久弥新、在不断演化中保持着多样化的世界。中科院之声与中国科学院武汉植物园联合开设“花花万物”，在这里，我们关注植物的生存、竞争、繁衍、死亡，展示自然界的奇特多姿，解读生物的万千气象，探索神奇的生命秘境，致敬这无声无息又蓬勃多姿的世界。
桃，英文名：Peach，拉丁文名：Prunus perisica，蔷薇科桃属，是我国重要的栽培果树和观赏植物。观赏桃以花色繁多、色泽鲜艳等特点深受广大人民的喜爱，其中双色桃花观赏桃（学名二色桃）倍受古今文人墨客的喜爱和赞美。早在公元1082年，周师厚在《洛阳花木记》中就对二色桃进行了记载和描述，宋代诗人邵雍在《二色桃》中表达了对二色桃的赞美之情，“施朱施粉色俱好，倾国倾城艳不同。疑是蕊宫双姊妹，一时俱肯嫁春风”将桃花拟人化，形象再现了二色桃的美艳之至。
图1 盛开的红白花桃 （胡云花 摄）
二色桃也俗称为“红白花”桃，该品种一棵桃树上有红色、白色和粉红色的花，甚至有的花瓣是红白相间的。决定桃花颜色的色素是花青素，是一种生物类黄酮物质，广泛存在于自然界。花青素是植物次生代谢产物，是花瓣和果实呈色的主要物质，在生理上扮演重要的角色，具备清除体内自由基、抗癌防老等保健功效。桃花着色源于花青素的积累，桃花杂色表型具有重要的观赏价值。
相关研究结果显示，控制红白花桃花色表型的是Riant 基因，该基因编码一种花青素转运体，负责将花青素向液泡中转运。在红花枝条中，Riant基因正常表达，促进花青素向液泡转运而显现红色；在白花枝条中，该基因编码区由于两个碱基的插入引起了移码突变，基因功能丧失成了假基因，导致花青素无法向液泡中转运、积累，花瓣呈白色。
有趣的是，研究发现 Riant 基因上述突变位点易发生几个碱基的缺失或插入，形成大家熟悉的芽变，且该芽变频率很高，其中红花芽变归结于下列两种变异：Riant 基因缺失2个碱基或插入1个碱基，以第一种变异最为常见。这两种变异都会导致基因编码框恢复正常，能够行使正常功能，使得花青素能够向液泡中转运、积累，花瓣呈红色。
图2 红白花花瓣 （图片来源：程钧）
此外，Riant 基因突变可在花芽不同发育阶段发生，并在表皮细胞（L1层）及其下层（L2）形成不同嵌合体，导致桃花呈现多种红白相间的杂色表型。
图3 红白花形成机理（图片来源：程钧）
花青素着色是提高桃观赏价值的一个重要因素。目前，植物花青素合成调控途径已基本明确，但鲜有关于花青素修饰机理的报道。花青素修饰不仅能提高花青素的稳定性和水溶性，而且能增加其颜色的多样性。
通过研究发现，桃花青素种类的多样性主要归因于糖基化和甲基化两种修饰方式，桃糖基化和甲基化基因均经历了复制、功能分化的演变过程；同时还揭示了一个新的植物花青素糖基化基因家族。此外，科研人员还发现桃栽培品种与野生新疆桃在花青苷组分上非常相似，这为新疆桃是栽培桃的先人或其驯化过程中的一个过渡体提供了新的证据。
来源：中国科学院武汉植物园
