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近期，北京林业大学园林学院成仿云教授团队在牡丹（Paeonia suffruticosa）功能成分解析与繁殖栽培技术领域取得系统性进展。相关研究成果连续发表于Horticulture Research、Plant, Cell & Environment、Industrial Crops and Products、Horticultural Plant Journal、Scientia Horticulturae等国际权威期刊，为牡丹分子育种、高效繁育与高值化利用提供了坚实的理论基础与技术支撑。

牡丹不仅是著名的观赏花卉，更是集药用、油用、食用等多元价值于一体的特色经济植物。长期以来，牡丹功能成分的调控机制尚不清晰，且繁殖栽培技术存在瓶颈，严重制约了产业的高质量发展。成仿云教授团队围绕上述痛点，开展了深入的系统研究。

突破一：牡丹功能成分解析与合成机制研究

团队在解析牡丹花色、香气、油脂及药用成分的分子机制方面取得了显著成果，为定向培育高价值品种提供了新靶点。

1. 揭示花瓣颜色形成的新型调控模块

团队以自主培育的紫斑牡丹‘京红’与‘京玉丹’为材料，鉴定出控制花瓣背景着色的关键模块 PrFRS2-PrMYB75a。研究表明，上游转录因子PrFRS2可同时激活转录因子PrMYB75a和结构基因PrANS，从而协同促进花青苷积累与紫色花瓣形成。该成果以“The PrFRS2-PrMYB75a module regulates petal coloration in flare tree peony（Paeonia rockii）”为题，于2026年2月发表在Horticulture Research上。在读博士生齐方婷和韩嘉宁为论文共同第一作者，成仿云教授为通讯作者。

图1 PrFRS2-PrMYB75a模块调控紫斑牡丹花瓣颜色

2. 解析香叶醇生物合成的转录调控网络

香叶醇是牡丹花香的重要成分及高价值天然香料。团队筛选出R2R3-MYB转录因子PrMYB5b，证实其能直接结合并激活MEP途径限速酶基因PrDXS与香叶醇合酶基因PrGES，实现从原料供应到终端合成的协同调控。该成果以“PrMYB5b drives geraniol biosynthesis by targeting PrDXS and PrGES in flare tree peony (Paeonia rockii (S.G.Haw & Lauener) T.Hong & J.J.Li ex D.Y.Hong) for high-value natural fragrance production”为题，于2026年4月发表在Industrial Crops & Products上。在读博士生韩嘉宁和齐方婷为论文共同第一作者，成仿云教授为通讯作者。

图2 牡丹PrMYB5b调控花瓣香叶醇合成的分子机制

3. 阐明PrRAP2.1调控种子油脂积累机制

针对牡丹种子油脂积累机制不明的问题，团队发现ERF家族转录因子 PrRAP2.1 是油脂合成的关键正向调节因子。它在胚乳中特异性表达，通过增加二酰甘油（DAG）含量，显著提升三酰甘油（TAG）积累，使含油量提高5.57%。该成果以“Tree peony transcription factor PrRAP2.1 promotes seed oil accumulation”为题，于2026年1月发表在Industrial Crops & Products上。在读博士生张良为论文第一作者，成仿云教授和青年教师张磊为共同通讯作者。

图3 牡丹PrRAP2.1调控种子油脂合成的分子机制

4. 明确叶片药用成分的动态积累规律

团队利用HPLC-MS技术对53个牡丹品种进行分析，填补了叶片药用成分研究的空白。研究发现：‘京红’叶片中芍药苷在S7期含量最高，适合药用提取；总酚、总黄酮及抗氧化性在S11期达峰值，适合功能食品开发。此外，筛选出‘雪映桃花’等高芍药苷品种及‘京韵玫’等高抗氧化品种。该成果以“Bioactive components of flare tree peony (Paeonia rockii (S.G.Haw & Lauener) T.Hong & J.J.Li ex D.Y.Hong) leaves highlight the industrial potential and chemotaxonomic significance of tree peonies”为题，于2025年11月发表在Industrial Crops & Products上。在读博士生刘璐为论文第一作者，成仿云教授为通讯作者。

图4 牡丹叶片芍药苷成分测定及综合利用

突破二：牡丹花芽休眠与繁殖栽培技术研究

在解决牡丹“难繁殖、难调控”的产业瓶颈方面，团队揭示了花芽休眠机制，并构建了高效的嫁接与生根技术体系。

1. 解析花芽休眠调控的“双稳态分子开关”

以连续开花品种‘正午’为材料，团队鉴定出一对功能拮抗的同源基因PlGATA1与PlGATA6。PlGATA1通过激活PlABI5增强ABA信号促进休眠，而PlGATA6则通过靶向激活PlCYP707A2-1促进ABA分解以解除休眠。二者构成了控制花芽休眠与生长状态转换的“双稳态分子开关”。该成果以“Dual GATA Regulators for ABA Homoeostasis Mediated Bud Dormancy in Tree Peony”为题，于2026年2月发表在Plant, Cell & Environment上。在读博士生耿子雯为论文第一作者，成仿云教授和青年教师张磊为共同通讯作者。

图5 牡丹PlGATA1和PlGATA6调控花芽休眠

2. 阐明环剥诱导不定根形成机理

结合形态学与多组学分析，团队发现牡丹不定根起源于皮层薄壁细胞，并鉴定出PrSAUR32和PrSCL8等关键基因。功能验证表明，过表达这些基因可显著促进拟南芥不定根生长（根数增加2-3 倍），并提高内源IAA、JA和SA含量。该成果以“Integrated multi-omics analysis uncovers the mechanism of girdling-induced adventitious root formation in tree peony”为题，于2026年2月发表在Horticultural Plant Journal上。已毕业博士生李东丽（现就职于北京市花木有限公司）为论文第一作者，成仿云教授和青年教师张磊为共同通讯作者。

图6 环剥诱导牡丹不定根形成的分子机理

3. 解析嫁接愈合的温度调控机制与技术体系构建

为解决繁殖难题，团队系统探究了不同环境温度对嫁接愈合的影响。研究确定了最适愈合温度：露地为20.3-22.8℃（成活率>93%），设施变温需≥15.7℃，设施控温以22℃为宜。基于此，团队构建了突破季节限制的高效嫁接技术体系，为牡丹资源的规模化繁育与产业化应用提供了关键技术支撑。该成果以“Temperature effects on graft healing and survival in flare tree peony (Paeonia rockii)”为题，于2025年10月发表在Scientia Horticulturae上。在读博士生张小燕为论文第一作者，成仿云教授为通讯作者。

图7 温度调控牡丹嫁接愈合机制与技术体系建立

项目支持：上述研究得到了国家重点研发计划（2023YFD1200105）、国家自然科学基金（31972446）以及北京林业大学5·5工程研究与创新团队（BLRC2023A06）等项目支持。

团队介绍

成仿云教授团队长期深耕于牡丹遗传育种与生物技术领域，研究范围涵盖分子育种、基因组学、栽培繁殖技术及牡丹文化传承等方面。团队已成功培育“北京牡丹”系列品种200余个，其中获植物新品种权40个、北京市良种审定9个、国际登录品种13个。依托产学研深度融合，团队已在北京及“三北”地区开展品种推广工作，并积极推动中国牡丹走向世界，部分优质品种已成功出口至欧美、日本及俄罗斯等国家。

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