不结球白菜紫色叶片花青素相对含量的遗传分析

为研究不结球白菜[Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino var. communis Tsen et Lee]叶片紫色性状的遗传规律,选用紫色和绿色不结球白菜亲本纯系各一个配制正反交组合,并构建该杂交组合的6 个世代群体（P1、P2、F1、B1、B2和F2）,利用分光光度计在540 nm处测定6 世代家系的不结球白菜叶片花青素相对含量,最后花青素相对含量的遗传规律采用多世代联合的数量性状分离分析方法研究。结果表明：不结球白菜杂交组合后代的花青素相对含量介于2 个亲本之间,呈现出多峰或单峰偏态分布,且偏向于紫色亲本。其遗传模式符合2 对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型（E-0模型）;其中F2 的主基因遗传率为59.17%,多基因遗传率为27.58%,环境方差占表型方差的比例为19.48%;B1（F1×紫）的主基因遗传率为74.12%。环境因素对不结球白菜花青素相对含量存在一定的影响,因此建议在光照充足及温度适宜的秋季,且在分离早期世代进行不结球白菜紫叶性状的遗传选择,其中B1的遗传效率较高。     

马铃薯类黄酮-3-O-葡萄糖基化酶基因的克隆与表达分析

根据茄科植物花色苷生物合成相关基因的资料,设计简并引物,通过RT-PCR的方法从马铃薯(Solanum tuberosum cv.Chieftain)紫色芽的cDNA中克隆到类黄酮-3-O-葡萄糖基化酶基因(3GT)的全长cDNA.序列分析表明,这个3GT基因编码的多肽为448个氨基酸残基,在氨基酸水平上与茄科的矮牵牛和茄子的一致性最高,均为76%,多重比较和系统发育分析均表明,该基因为3GT家族中的一个新成员.用半定量RT-PCR进行了表达分析表明,3GT在根、叶和块茎中的表达量远高于茎和花;此外,3GT在Chieftain的红色愈伤组织中表达而在非红色愈伤组织中不表达,可见,3GT的表达与花色苷的积累是相关的.     

萝卜PAL全基因组家族鉴定及在不同颜色类型萝卜中的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase, PAL)是类黄酮生物合成途径中的第一个关键酶,在植物花色苷的积累过程中起着重要的作用。本研究从萝卜基因组中鉴定到了5个PAL家族成员并命名为RsPAL1～RsPAL5,以胭脂萝卜‘红心1号’为材料克隆了这5个RsPALs的开放阅读框,利用荧光定量PCR技术分析了其在红皮红肉的‘砂罐萝卜’和‘红心1号’、红皮白肉的‘砂罐1号’和‘满堂红’和白皮白肉的‘春不老’的叶片、叶柄、皮和肉中的表达水平。结果显示,5个RsPALs基因开放阅读框长度分别为2 160、2 166、2 163、2 124和2 109 bp,分别编码719、721、720、707和702个氨基酸。氨基酸序列比对和系统进化树分析发现5个Rs PALs成员都有MIO保守结构域(Ala-Gly-Ser),RsPAL1～RsPAL4与拟南芥AtPAL1和At-PAL2聚在一起,Rs PAL5与AtPAL4聚在一起。不同品种不同组织中的定量PCR结果显示,RsPAL4仅在积累花色苷的组织中表达,且与花色苷含量呈正相关,这表明RsPAL4是参与萝卜花色苷生物合成途径的关键基因;其他4个成员在不同品种和不同组织中的表达并无明显的规律,可能参与了苯丙烷类代谢的其他次生代谢途径。本研究为进一步深入研究萝卜PAL的功能奠定了基础。     

彩色马铃薯类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶基因(3GT)的生物信息学和表达分析

类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶(3GT)能催化无色的花色素生成有色的花色苷。本研究采用RT-PCR法从彩色马铃薯中克隆了3GT基因,并对其进行了生物信息学分析和组织表达模式分析。结果显示,3GT基因编码448个氨基酸残基,具有信号肽但无跨膜结构域,还有一定的亲水性,定位于细胞质。同源比对表明3GT与茄子等茄科植物同属一簇,亲缘关系最近,与玉米等单子叶植物亲缘关系较远。3GT蛋白主要的二级结构元件为α-螺旋和无规则卷曲,且只有一个功能结构域,即氨基酸序列中的93~407区段,它与UDP-glucoronosyl、UDP-glucosyl transferase的功能结构域相匹配,因此,3GT属于UDPGT型糖基转移酶超家族的一员。组织特异性表达结果表明:3GT相对表达量和花色苷含量均是块茎高于叶片,它们的变化趋势基本一致,花色苷含量较高的器官,其3GT的相对表达量也较高,说明花色苷的积累与3GT的表达正相关。本研究可为花色苷积累的生化及分子机制研究奠定基础,并为进一步研究该基因在花色苷合成途径中的调控功能提供理论依据。     

七个紫甘薯品种块根花色苷含量的比较

运用紫外-可见分光光谱法,对引自日本和徐州并在云南昆明种植的7个紫甘薯品种进行分析,研究了不同甘薯品种块根中花色苷含量及其在同一块根中的分布和花色苷产量。结果表明:不同品种花色苷含量和产量差异显著,花色苷含量以徐13-4含量最高,为107.22mg/100gFW;花色苷产量以种子岛紫最高,达13036.5g/hm²,其次是徐13-4,为11663.7g/hm²;花色苷在块根中的分布不均匀,含量表现为块根表皮>中心组织>薯肉。徐13-4可作为选育花色苷专用品种的亲本,种子岛紫可作为企业生产花色苷原料的品种加以利用。     

马铃薯野生种CHS基因cDNA的克隆与表达分析

设计简并引物,用RT-PCR法从马铃薯野生种(Solanum pinnatisectum)克隆到了CHS(Chalcone synthase,查尔酮合酶)基因的全长cDNA,并用半定量RT-PCR法进行了表达分析.序列分析表明,CHS基因编码一个389个氨基酸残基的多肽,在氨基酸水平上与其他茄科植物的同源性达到89%～93%,多重比较和系统发育分析均表明该基因为CHS家族中的一个新成员;检测了CHS基因的空间表达模式,该基因在花和匍匐茎中表达量最高,在根和块茎中没有检测到,这与花和匍匐茎呈淡紫色有花色苷合成,而根和块茎呈白色无花色苷合成是相一致的;发现在块茎中CHS受光诱导表达,光照后的第3天表达量最高,而在光照前检测不到,光照前块茎为白色,随着光照时间的延长,其表层颜色因积累花色苷而变成紫红色.     

不同基因型玉米籽粒类胡萝卜素与花色苷色素积累规律

以黄色(特爆2号)、红色(西星赤糯1号)、紫色(紫糯香)和黑色(西星黑糯1号) 4种颜色的玉米为材料,通过徒手切片以及分光光度法,研究了玉米籽粒色素的组成、分布和积累规律。结果显示,西星赤糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷和类胡萝卜素构成,花色苷主要存在于果种皮中,类胡萝卜素主要存在于胚与胚乳中;特爆2号玉米籽粒色素主要由类胡萝卜素构成,分布于胚与胚乳中;紫糯香及西星黑糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷构成,主要存在于糊粉层中。除西星赤糯1号的花色苷积累首先出现于胚上方的花柱遗迹附近外,其余品种色素均首先在籽粒顶端出现,随后向四周延伸。玉米籽粒色素(除紫糯香)吸收峰随时间的变化先升高后降低。灌浆前期玉米果穗色素含量上部>中部 >下部,到灌浆后期,中部色素含量大于其他两部分色素含量。     

芒果二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)基因的克隆及其表达分析

二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase,DFR)是花青素代谢后期重要的酶,是决定花青素从无色到有色的关键调控点。本研究以‘贵妃’芒果的果实为材料,采用同源克隆的方法克隆得到了一个二氢黄酮醇4-还原酶DFR基因。该基因c DNA全长为1 260 bp,开放阅读框为987 bp,编码328个氨基酸。进一步扩增得到其基因组DNA,全长为3 022 bp,分析发现其含有五个内含子,在已报道植物中表现保守。系统发育分析发现芒果DFR蛋白与火鹤花、小麦和大麦等植物具有较近的亲缘关系。对不同着色的果皮中的DFR基因表达进行分析发现,绿色果皮中表达量较高,而黄色果皮中表达量较低,暗示DFR调控花色苷合成的功能待深入研究。     

水稻花色苷含量及合成结构基因的差异表达研究

水稻花色苷的生物合成受许多因素影响,而控制关键酶的结构基因是最主要的因素。针对2个红米材料和2个白米材料,采用实时荧光定量的方法,对合成水稻花色苷的结构基因(OsPAL、OsCHS、OsCHI、OsF3H、OsF3′H、OsDFR、OsANS、OsF3′5′H、OsUFGT)在茎、叶及种子发育过程中的相对表达水平进行了测定。结果表明:1)OsPAL、OsCHS在水稻的茎、叶和种子中表达,OsCHI在白米恢复系蜀恢498和白米株系的组织中均有表达,是花色苷合成的组成型基因;其它基因在参试材料的茎、叶和种子中的表达量不同,具有组织特异性。2)在红米品种贵红1号和红米株系开花后7～28 d的花色苷含量逐渐增加,而白米恢复系蜀恢498和白米株系的花色苷含量逐渐下降;这些基因在红米品种贵红1号和红米株系的前中后期均有表达且表达量较高,OsCHS在红米品种贵红1号种子发育过程中的表达量逐渐增加;这些基因在白米恢复系蜀恢498和白米株系开花后7～28 d的前中期表达量较低,后期急剧降低。表明这些基因的表达量与其花色苷的含量动态变化相同,对花色苷的积累有一定的作用。3)OsPAL、OsCHS表达量与红米品种贵红1号花色苷含量呈显著正相关,OsF3H表达量与白米株系花色苷含量呈显著正相关,OsPAL表达量与红米株系花色苷含量呈显著正相关,OsCHI、OsF3′5′H、OsUFGT表达量与红米株系花色苷含量呈极显著正相关。研究表明,这些基因在参试材料的茎、叶和种子开花后7～28 d前中后期的差异表达,可能是造成它们着色差异的主要原因。OsPAL、OsCHS是红米品种贵红1号籽粒花色苷合成的关键基因,OsF3H在白米株系籽粒发育过程中扮演重要的角色,OsPAL、OsCHI、OsF3′5′H、OsUFGT在红米株系籽粒花色苷积累中起重要作用。     

杜鹃花品种大鸳鸯锦花瓣条纹形成的色素基础和差异表达基因的挖掘

为解析杜鹃品种大鸳鸯锦花瓣粉色条纹形成的分子机制，挖掘与粉色条纹形成相关的关键基因，选取大鸳鸯锦盛花期花瓣，对花瓣白色区域与粉色条纹区域的色素分别进行测定，同时，利用Illumina HiSeq^TM测序平台对它们的转录组进行测序分析，并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对测序结果进行验证。结果表明，大鸳鸯锦花瓣粉色条纹的形成是由花色苷积累引起的。花瓣粉色条纹区域与白色区域共鉴定出7 086个差异表达基因(DEGs),其中上调表达基因3 802个，下调表达基因3 284个。与花色苷形成相关的花青素生物合成、苯丙素生物合成和类黄酮生物合成途径在花瓣粉色条纹区域中更为活跃。根据DEGs的GO和KEGG富集分析结果，从与花色苷生物合成代谢相关及其调控途径共筛选出31个DEGs,其中26个为花青素合成代谢结构基因，5个为转录调控基因(3个MYB和2个bHLH);26个花青素合成代谢结构基因共编码9种酶，其中20个基因在花瓣粉色条纹组织中的表达水平明显高于白色花瓣组织；通过NCBI同源搜索发现2个R2R3-MYB和1个bHLH与已知调控果实或叶片中花青素合成有关的同...     

不结球白菜单株产量与主要农艺性状的灰色关联度分析

为揭示不结球白菜单株产量与主要农艺性状间的关系，利用灰色关联度分析法，对18个不结球白菜品系的单株产量和8个主要农艺性状间的关联度进行分析。结果表明，不结球白菜各农艺性状与单株产量性状间的关联度排序为株幅＞最大叶叶宽＞最大叶叶柄宽＞最大叶叶柄厚＞叶片数＞最大叶叶长＞株高＞最大叶叶柄长。株幅、最大叶叶宽、最大叶叶柄宽对不结球白菜单株产量影响最大。在不结球白菜育种过程中，注重株幅、最大叶叶宽、最大叶叶柄宽性状的选择，同时兼顾其他性状的选择，可以获得单株产量较高的不结球白菜新品种。     

紫芽茶树类黄酮生物合成关键酶基因表达与总儿茶素、花青素含量相关性分析

儿茶素类化合物与花青素均由类黄酮代谢途径合成,紫芽茶中富含花青素。为探明紫芽茶树中类黄酮生物合成代谢流的情况,本试验以来源于湄潭苔茶后代的1株紫色芽叶茶树和1株绿色芽叶茶树为材料,测定芽下第一叶、第二叶和第三叶的叶色、儿茶素类组分和花青素总量,分析了类黄酮生物合成相关的基因表达情况及基因表达量同总儿茶素、花青素累积量之间的相关性。结果表明,紫芽茶树中各叶位中花青素含量均显著高于对照绿芽茶树,而儿茶素类总量却低于对照;类黄酮生物合成关键酶(PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、ANR1、ANR2、F3¢H和F3’5’H)基因均呈现上调趋势。紫色芽叶中的总儿茶素与花青素,同各相关基因(LAR除外)表达水平的相关性都较高,且二者相关系数差异不大。绿色芽叶中的总儿茶素与各基因(LAR、F3’H除外)表达的相关系数,明显高于花青素同各基因表达的相关系数。     

Mapping the BrPur gene for purple leaf color on linkage group A03 of Brassica rapa

The purple-leaf phenotype in Chinese cabbage is due to the accumulation of anthocyanin. To investigate the pattern of inheritance of this trait in Brassica rapa, F₁, F₂ and backcross (BC) populations were constructed by crossing 09N-742, a pak-choi inbred line that has purple leaves, with a green-leaved Chinese cabbage inbred line, 09-680. Using a segregating F₂ population, we identified a single dominant gene, BrPur, for purple leaf, and mapped the gene to a locus on linkage group A03 of B. rapa. Furthermore, sequences from BAC clones and other sources were used to develop molecular marker loci that are tightly linked to BrPur by using a BC₁ population of 1,152 individuals. BrPur was assigned to a locus between Indel markers BVRCPI613 and BVRCPI431, which defined a genetic interval of 0.6 cM and a genomic region of 54.87 kb. Sequence analysis of this chromosomal region revealed seven open reading frames. These results provide a foundation for map-based cloning, identification, and functional analysis of the BrPur gene in B. rapa.     

一种紫色大白菜细胞质不育系的分子鉴定

为了获得紫色大白菜细胞质不育系的特异序列,鉴定该不育系所属的不育类型,应用设计的 orf138上、下游引物PCR扩增6份材料:紫色大白菜CMS不育系,保持系07-721,杂交F1,3个回交BC1单株BC1-1、BC1-2和BC1-3.对获得的差异片段进行克隆、测序,同源性比较.结果表明,在紫色大白菜CMS不育系、杂交F1、3个回交BC1单株上均扩增到309 bp的特异产物,而保持系07-721没有扩增产物.测序和同源性比对结果表明,紫色大白菜CMS的orf138与萝卜Ogura不育系的orf138、芸薹属作物与萝卜Ogu CMS体细胞杂种的orf138同源性均达到99%,E值为2e-155.证明了紫色大白菜CMS不育系为一种改良的Ogura萝卜细胞质不育系,同时初步探讨了该不育系和紫色基因的应用前景.     

甘蓝转录因子BoLH27的克隆与转基因甘蓝的表型分析

bHLH转录因子对植物生长发育、形态调控有重要作用, 为了研究BoLH27基因在甘蓝叶片发育及形态建成中的调控功能, 本文以甘蓝品种519为材料, 克隆出转录因子BoLH27基因。序列分析表明, 该基因含有一个795 bp的开放阅读框, 编码264个氨基酸, 具有一个保守的典型bHLH结构域。以农杆菌介导的遗传转化方法将正义BoLH27基因导入甘蓝品种519中以增强表达, 通过PCR筛选出9株T₀代转基因单株, 结合T₂代单株的qRT-PCR分析表明, 筛选的转基因植株内BoLH27基因的表达积累量明显高于野生型。试验基地隔离网内种植的转基因甘蓝表型明显, 主要表现为莲座期茎叶间距拉长、叶柄伸长以及植株茎和叶柄显示紫色, 植株叶片平展, 无向上向内卷曲趋势, 表明BoLH27基因可能对甘蓝叶片发育有重要的调控作用。     

紫外光B辐射增强对小白菜膜脂质过氧化作用的影响

小白菜品种矮脚黄生长在光照培养室内,在以０．０、１３．０ｋＪｍ＾－２ｄ＾－１（模拟氧浓度下降２０％时的ＵＶ－Ｂ强度）的紫外光Ｂ（ＵＶ－Ｂ２８０－３２０ｎｍ）进行４ｄ与７ｄ的照射处理,研究ＵＶ－Ｂ对小白菜叶片内的类黄酮和膜脂质过氧化作用的影响。研究结果表明,ＵＶ－Ｂ辐射诱导了小白菜叶内吸收ＵＶ的类黄酮化合物的积累。同时ＵＶ－Ｂ辐射降低小白菜叶片内抗坏血酸的含量,１３．０ｋＪｍ＾－２ｄ＾－１的ＵＶ－Ｂ     

紫色叶用莴苣色泽参数及花色苷含量的相关研究

为获得目前紫色叶用莴苣的叶色相关数据,建立分级标准,利用色差仪及高效液相色谱仪对40个品种的叶用莴苣叶片颜色及花色苷含量进行测定,对数据进行相关分析,并建立分级系统。结果表明,根据色泽参数和花色苷的含量可将紫色叶用莴苣的分成绿色、浅紫色、中紫色、深紫色和特紫色5 个等级。据此建立了一个叶色分级标准,根据紫色部分在叶片分布特征可将紫色叶用莴苣分成裙边紫、渐变紫、全叶紫、花斑紫4 类。试验结果提供测量、评价叶片颜色性状的科学方法,有助于培育、筛选出外观品质优良的新品种。     

贵州紫苏资源收集以及叶色多样性分析

为了调查贵州地区紫苏资源的多样性,研究紫苏叶色性状的差异及成因,收集并种植贵州地方栽培及野生紫苏资源53份,调查苗期叶片颜色性状,并测定其花青素及叶绿素含量。结果表明,贵州地方紫苏资源叶色有面绿背紫、全绿、全红（紫）等多种性状。全红（紫）紫苏花青素含量较高,叶绿素含量较低;绿色紫苏则相反。不同紫苏材料间,花青素含量差异最高可达到60倍,叶绿素含量差异最高在3倍左右。但是,其中有2个材料同时具有较高的叶绿素及花青素含量。叶片中花青素与叶绿素含量差异,导致贵州地方紫苏资源叶色存在着较大的多样性,该工作为紫苏资源研究打下基础。