Anthocyanins are plant secondary metabolites with key roles in attracting insect pollinators and protecting against biotic and abiotic stresses. They have potential health-promoting effects as part of the human diet. Anthocyanin biosynthesis has been elucidated in many species, enabling the development of anthocyanin-enriched fruits, vegetables, and grains; however, few studies have investigated Brassica napus anthocyanin biosynthesis. We developed a high-anthocyanin resynthesized B. napus line, Rs035, by crossing anthocyanin-rich B. rapa (A genome) and B. oleracea (C genome) lines, followed by chromosome doubling. We identified and characterized 73 and 58 anthocyanin biosynthesis genes in silico in the A and C genomes, respectively; these genes showed syntenic relationships with 41 genes in Arabidopsis thaliana and B. napus. Among the syntenic genes, twelve biosynthetic and six regulatory genes showed transgressively higher expression in Rs035, and eight structural genes and one regulatory gene showed additive expression. We identified three early-, four late-biosynthesis pathways, three transcriptional regulator genes, and one transporter as putative candidates enhancing anthocyanin accumulation in Rs035. Principal component analysis and Pearson’s correlation coefficients corroborated the contribution of these genes to anthocyanin accumulation. Our study lays the foundation for producing high-anthocyanin B. napus cultivars. The resynthesized lines and the differentially expressed genes we have identified could be used to transfer the anthocyanin traits to other commercial rapeseed lines using molecular and conventional breeding.

中文翻译：

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高花青素重新合成的甘蓝型油菜品种花色苷生物合成的转录调控

花色苷是植物的次生代谢产物，在吸引昆虫传粉媒介和抵抗生物和非生物胁迫方面具有关键作用。它们作为人类饮食的一部分具有潜在的促进健康的作用。花色苷的生物合成已在许多物种中得到阐明，从而使富含花色苷的水果，蔬菜和谷物得以发展；然而，很少有研究调查甘蓝型油菜花青素的生物合成。我们通过将富含花青素的B. rapa（A基因组）和B. oleracea（C基因组）系杂交，然后染色体加倍，开发了高花青素重新合成的B. napus品系Rs035。我们分别在A和C基因组中通过计算机鉴定并鉴定了73和58个花色苷生物合成基因。这些基因与拟南芥和甘蓝型油菜中的41个基因表现出同系关系。在同位基因中，有十二个生物合成基因和六个调节基因在Rs035中表现出过高的表达，八个结构基因和一个调节基因表现出加性表达。我们确定了三个早期，四个晚期生物合成途径，三个转录调节基因和一个转运蛋白作为增强Rs035中花色苷积累的推定候选者。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。12个生物合成基因和6个调控基因在Rs035中表现出过高表达，而8个结构基因和1个调控基因表现出加性表达。我们确定了三个早期，四个晚期生物合成途径，三个转录调节基因和一个转运蛋白作为增强Rs035中花色苷积累的推定候选者。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。12个生物合成基因和6个调控基因在Rs035中表现出过高表达，而8个结构基因和1个调控基因表现出加性表达。我们确定了三个早期，四个晚期生物合成途径，三个转录调节基因和一个转运蛋白作为增强Rs035中花色苷积累的推定候选者。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。8个结构基因和1个调控基因表现出加性表达。我们确定了三个早期，四个晚期生物合成途径，三个转录调节基因和一个转运蛋白作为增强Rs035中花色苷积累的推定候选者。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。8个结构基因和1个调控基因表现出加性表达。我们确定了三个早期，四个晚期生物合成途径，三个转录调节基因和一个转运蛋白作为增强Rs035中花色苷积累的推定候选者。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究奠定了生产高花青素油菜品种的基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。3个转录调节基因和1个转运蛋白作为可能的候选蛋白增强Rs035中的花色苷积累。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。三个转录调节基因和一个转运蛋白作为可能的候选基因，可增强Rs035中的花色苷积累。主成分分析和Pearson相关系数证实了这些基因对花色苷积累的贡献。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。我们的研究为生产高花青素油菜品种奠定了基础。我们已经鉴定出的重新合成的品系和差异表达的基因可用于通过分子育种和常规育种将花色苷性状转移至其他商品油菜品系。