甘薯是重要的粮食和经济作物，其藤蔓生长快、再生能力强，生物量高，叶片是藤蔓生物量和营养价值的主要组织来源。与块根相比，甘薯叶片富含多酚、类黄酮、维生素和矿质元素，因此，甘薯藤蔓除作为畜牧饲料、特色蔬菜传统用途以外，也是天然抗氧化剂和功能食品的潜在原料来源。然而，甘薯收获时大量藤蔓常被弃置田间，既造成资源的浪费，也增加病虫害传播的风险。解析叶片营养物质如何积累的遗传基础，并据此开发高黄酮、高抗氧化能力的甘薯叶用资源，是推动甘薯高值综合利用的重要理论基础之一。

2026年6月3日，西南大学生命科学学院傅玉凡研究员与赵腾飞副教授团队在Horticulture Research在线发表了题为“The WRKY transcription factor IbWRKY24 regulates flavonoid biosynthesis in sweetpotato (Ipomoea batatas[L.] Lam.) blades”的研究论文。该研究以90份遗传背景多样的甘薯种质为材料，系统测定叶片总黄酮含量和抗氧化能力，并结合比较转录组和黄酮代谢组分析，鉴定出WRKY转录因子IbWRKY24，证明其可通过直接激活IbCHS、IbCHI和IbFLS等关键基因的转录，促进甘薯叶片类黄酮生物合成与积累。

研究发现，在许多甘薯品种中，叶片及茎尖是类黄酮含量最高的组织部位之一，凸显了甘薯茎尖及叶片重要的健康及开发利用价值。对90份遗传背景多样的甘薯种质叶片总黄酮含量和抗氧化能力进行了系统测定，筛选出叶片富含类黄酮的优质种质资源。为了进一步解析不同差异基因型类黄酮积累的分子机制，对三种差异基因型的叶片进行比较转录组和黄酮代谢组分析。结合Mfuzz趋势聚类、STEM表达模式分析和WGCNA共表达网络分析，鉴定出一个定位于细胞核、与类黄酮含量表现出显著相关的WRKY转录因子IbWRKY24。

图1.甘薯叶片类黄酮生物合成候选调控因子IbWRKY24的鉴定与表征

功能实验表明，IbWRKY24过表达可显著提高甘薯叶片类黄酮含量和抗氧化活性；相反，VIGS沉默或RNAi干扰IbWRKY24会降低类黄酮积累。稳定转基因材料中，IbWRKY24过表达株系叶片黄酮含量较野生型提高1.22-2.34倍，抗氧化能力也同步升高；RNAi株系则表现出相反趋势。机制上，酵母单杂交（Y1H）、双荧光素酶（Dual-LUC）和EMSA实验共同证明，IbWRKY24能够直接结合IbCHS、IbCHI和IbFLS启动子中的W-box元件并激活其转录，从而促进甘薯叶片类黄酮生物合成与积累。

图2.甘薯叶片发育过程中类黄酮积累与IbWRKY24表达的动态变化

研究意义：本研究从大规模种质资源评价出发，结合多组学解析和分子机制验证，建立了IbWRKY24-IbCHS/IbCHI/IbFLS调控模块，揭示了甘薯叶片类黄酮积累的重要转录调控机制。未来，IbWRKY24可用于高黄酮甘薯种质筛选、分子标记辅助育种或基因编辑改良。结合高生物量、早熟、抗逆等性状进行聚合改良，有望推动甘薯藤蔓从传统利用或田间遗弃副产物升级转向为功能蔬菜、天然抗氧化资源和高值化食品/健康产品原料。

图3.IbWRKY24介导甘薯叶片黄酮生物合成调控的拟议工作模型

西南大学生命科学学院博士生高纪龙为该论文的第一作者，西南大学傅玉凡研究员和赵腾飞副教授为论文的共同通讯作者。本研究得到国家现代农业产业技术体系专项资金(CARS-10-Sweetpotato)和中央高校基本科研业务费专项资金(SWU-KQ24033)的联合支持与资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhag216