玄参不同颜色子芽比较转录组学分析

为了比较玄参不同颜色子芽中花青素苷生物合成相关基因的表达模式,推测控制玄参子芽颜色差异的主要原因,本研究以玄参不同颜色子芽为试验材料,采用Illumina HiSeq^TM4000技术对其进行转录组测序,将获得的数据进行功能注释以及生物信息学分析,并对花青素苷生物合成相关基因在不同颜色子芽中的差异表达进行了比较分析。通过测序,共得到170 552条Unigenes,其中9 900条Unigenes在NT、NR、KOG、GO、Swiss Prot、KO和pfam数据库中均得到了注释;且KEGG分析表明,有364条Unigenes参与苯丙素生物合成,有63条Unigenes参与类黄酮生物合成,有21条Unigenes参与花青素苷生物合成。进一步对不同颜色子芽中花青素苷生物合成基因进行了比较分析,发现紫芽、绿芽中编码CHS、CHI、F3H、DFR、3GT和OMT等酶类基因的表达量均高于白芽。本研究初步揭示了花青素苷合成基因在不同颜色玄参子芽中的差异表达,为后期玄参子芽抗逆性研究和质量分级提供了理论依据。     

红紫色茶树新梢芽和不同叶的化学成分测定比较

茶树叶色突变体是特色品种选育的珍贵材料,具有重要的经济与科研价值。本研究阐述了‘紫娟’(ZJ)以及两个红紫色芽叶突变(ZY1, ZY2)的新梢特征,应用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)测定了芽、一叶、二叶、三叶、四叶、紫色成熟叶、绿色成熟叶及一芽二叶的儿茶素、花青素、黄酮类共21个化学成分含量。比较发现ZJ和ZY1的新梢芽叶均为红紫色,ZY2的单芽为绿色、新梢叶片为红色,3个材料的老叶部位均为绿色。随着叶片成熟度的增加,儿茶素总量逐渐降低,花青素含量先升高后降低,而黄酮类含量不规律变化;新梢幼嫩部位的化学成分高于较成熟部位。ZJ一芽二叶的花青素、儿茶素、咖啡碱含量显著高于其他品种,ZJ和ZY1的黄酮含量显著高于ZY2,鞣花酸含量最高的是ZY1,而没食子酸含量无显著差异。本研究阐明了3个红紫色突变茶树新梢的化学成分变化规律,为特异品种的选育提供了实验依据。     

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。     

不同茶树资源春梢生化成分比较研究

试验以四川茶区33个地方茶资源和19个引进茶树品种作为供试材料,取其春梢1芽2叶蒸青固样,进行水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、儿茶素总量、酯型儿茶素总量、简单儿茶素总量等生化成分分析,以期为四川茶区名优绿茶的发展、优质茶树资源的筛选提供一定的参考依据。结果表明,供试的52个茶树资源均具有高水浸出物（＞45%）特性;‘天府28号’具有高氨基酸（＞4%）特性;N-2、N-4、N-5具有高表没食子儿茶素没食子酸酯（＞10%）特性。     

基于转录组数据解析大花君子兰花瓣花青素代谢差异

大花君子兰是世界上重要的观赏植物,其花瓣颜色在花蕾不同发育时期具有显著差异。本研究通过对花蕾3个不同发育时期花瓣进行高通量转录组测序,进而探讨君子兰花瓣发育过程中与其花色相关的基因表达情况。结果表明,共获得167 078条转录本,平均长度为673 bp,有67 512条Unigenes在各数据中被注释。GO功能富集中有24 162条基因被注释,分为分子功能、细胞组分和生物过程3大类和50个亚类。KEGG代谢通路注释中,12 930条被成功注释,主要富集与花青素合成相关的通路,包括苯丙素生物合成途径、类黄酮生物合成途径、异黄酮生物合成途径、花青素生物合成途径和苯丙氨酸代谢生物合成途径。君子兰花蕾在3个发育时期时花青素合成途径中一些关键酶(如CHS, CHI, DFR)和调控基因(MYB和bHLH)的表达量出现了显著差异。     

芜菁黄烷酮3-羟化酶基因的克隆、序列分析及表达

花青素是一类重要的植物次生代谢产物,黄烷酮3-羟化酶（F3H）是花青素生物合成早期阶段的重要催化酶。利用UV-A处理津田芜菁（Tsuda turnip）和赤丸芜菁（Yurugi Akamaru turnip）块根24h后提取总RNA,通过RT-PCR方法克隆了BrF3H基因。津田芜菁和赤丸芜菁的F3H基因完全相同。BrF3H的开放读码框为1077bp,编码358个氨基酸。氨基酸序列分析显示,BrF3H与甘蓝型油菜（Brassica napus）F3H-1的同源性为99%。Northern杂交结果显示,UV-A可以诱导BrF3H表达,基因的表达量与处理时间呈相关。     

花椰菜花球中花青素合成相关基因RT-qPCR内参基因的筛选

花椰菜收获过程中花球变紫的现象与花青素含量密切相关,目前针对花椰菜花球里花青素合成途径中相关基因表达分析的内参基因尚未报道。本研究以花椰菜始终不变紫色的白色花球组织和变紫花球中的未变紫、浅紫和深紫花球组织为研究材料,采用RT-qPCR技术测定了6个候选内参基因在不同颜色花椰菜花球组织中的表达水平,用ΔCt法以及GeNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder软件分析候选内参基因的稳定性。结果表明：花椰菜不同颜色花球组织中,6个候选内参基因的稳定性综合排名为SKIP16>ACT>PP2A>TUB>UBQ>EF1α。SKIP16基因综合稳定性排名第一,其次是ACT基因,均适合作为花椰菜花球组织中花青素合成途径相关基因研究的理想内参基因;geNorm软件通过计算配对变异值分析最适内参基因组合的数量为2个,综合选用SKIP16和ACT基因。本研究结果可作为分析花椰菜花球花青素合成途径中相关基因准确测定的参考依据。     

瓜叶菊F3＇5＇H基因cDNA的克隆、序列分析及其原核表达

蓝色花的形成主要由于是花瓣中3＇,5＇-羟羟基花青素（飞燕草色素及其衍生物）的相对含量较高,类黄酮-3＇,5＇-羟基化酶（F3＇5H）是合成这类色素的关键酶.不同物种F3＇5＇H同源基因的分离与特征解析能够为蓝色花的分子育种工作提供更多的理论依据.瓜叶菊花色多变,舌状花有白色、红色和蓝紫色等.根据已知F3＇5＇H保守的氨基酸序列设计了3条简并引物,通过RT-PCR从蓝色的瓜叶菊舌状花中扩增出了保守序列;利用RACE方法得到了两端序列.设计全长引物RT-PCR分离出了瓜叶菊F3＇5＇H同源基因（PCFH）.cDNA全长1 660bp,编码505个氨基酸.序列分析表明PCFH编码的氨基酸序列中包含有已确定的保守基序,包括血红素结合区、Ⅰ螺旋区和膜插入点的信号序列等.与其它物种的F3＇5＇H基因的序列相似性也较高.与翠菊、拟南芥和矮牵牛的序列相似系数分别为76%、59%和50%.序列相似性表明PCFH基因与茄子、矮牵牛和草原龙胆等同属于CYP75亚家族.利用pET28a载体PCFH在大肠杆菌BL21中实现了表达,IPTG诱导的差异蛋白大约为57kD,PCFH编码的多肽分子量相近,这将为进一步研究PCFH的酶学特性奠定了基础.     

武夷岩茶“十大名丛”种质生物学特性的鉴定与评价

为了进一步对武夷岩茶名丛种质进行筛选和鉴定,对在武夷山收集、保存的“十大名丛”种质,严格按照茶树种质资源的调查统计方法进行科学严谨的调查、观测,记录其植株特性、新梢特性、叶片形态和花果特性等生物学特性,进行比较分析。结果表明：“十大名丛”种质综合性状表现优良,各名丛间生物学特性的不同方面各有差异,无特性完全相同的名丛;‘铁罗汉’、‘北斗’、‘白瑞香’及‘金锁匙’春茶开采期较早,‘大红袍’、‘水金龟’、‘白鸡冠’、‘半天妖’、‘金桂’及‘白牡丹’春茶开采期较晚;此外,试验中发现个别性状如芽叶色泽、芽叶茸毛、叶齿、叶尖、叶缘、花冠直径、花瓣数等有不同程度差异。武夷岩茶“十大名丛”种质生物学特性的鉴定与评价,将为武夷岩茶优良种质的推广应用提供理论依据。     

紫色不结球白菜花色苷合酶基因BrcANS的克隆与表达分析

以不结球白菜紫色品系NJZX1-3和其绿色突变体NJZX1-0及其后代F₂的2个株系NJZX2-1和NJZX2-2为材料,研究花色苷合酶基因在紫色不结球白菜叶片花色苷合成途径中的作用。利用同源克隆的方法,分别在NJZX1-3及NJZX1-0中克隆到花色苷合酶基因;经序列比对发现,花色苷合酶基因的核苷酸和氨基酸序列在2种材料和大白菜中完全一致,长度为1077 bp,编码358个残基,第211~307肽段具有2OG-Fe (II)双加氧酶家族基因的结构域,被命名为BrcANS。BrcANS蛋白与同科芥菜的同源性高达99%,进化关系亦与其最相近。在全部4种材料鲜叶中,总花色苷的含量(TAC)与叶片紫色程度是一致的,其中,NJZX1-3叶片中总花色苷含量最高,达到80.15±5.74 mg 100 g^–1 FW;BrcANS表达量为NJZX1-0 < NJZX2-1 < NJZX2-2< NJZX1-3,与其总花色苷含量呈正相关。BrcANS的mRNA在NJZX1-3和NJZX1-0两种材料的不同组织中特异性表达：在叶片中高度表达,而在其他组织中表达较弱;另外,在两种材料间的表达亦存在显著差异,在NJZX1-3叶片中的表达丰度显著高于NJZX1-0。随着叶龄的增大,紫色不接球白菜叶片紫色变浅,BrcANS的表达量下降,但在NJZX1-3和NJZX1-0间的表达差异亦明显减小。以上结果表明,BrcANS基因是紫色不结球白菜中花色苷合成的关键基因之一,其mRNA表达量与叶片紫色直接相关,可能在其转录水平上调控叶片中紫色的形成。     

扁豆荚皮中花青素合成的转录组分析

扁豆在中国广泛栽培,紫色扁豆品种的豆荚中的花青素含量高于绿色品种,但扁豆中花青素合成的调控机制尚待研究。鉴于扁豆基因组测序工作尚未完成,为了解析扁豆花青素合成的调控机制,本研究利用Illumina转录组测序技术,获得了假定Unigene 94982个。与紫色扁豆相比,绿色品种的荚皮中上调Unigene1065个,下调3086个。通过GO、KEGG基因富集分析以及20个表达差异最大的Unigene功能预测,可以发现,绿色扁豆品种抗锈病能力较强,可能与抗氧化能力、氧化还原反应、40S核糖体小亚基(与翻译有关)蛋白高于紫色品种有关,而扁豆豆荚颜色由紫变绿的原因与生长素类AUX蛋白、类衰老特定的半胱氨酸蛋白酶等编码基因的表达水平下调有关。本研究将为解析扁豆花青素合成的调控机制提供借鉴。     

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。     

茶树叶片净光合速率与儿茶素组分的相关性研究

建立确实可行的早期鉴定技术,以加快含特异儿茶素组分的茶树品种的选育。以高EGCG茶树新品系及其人工杂交F1代为材料,应用泛函网络的非线性回归预测模型和广义线性模型,以田间实测茶树叶片净光合速率为基础,计算出各个株系茶树的净光合速率,分析了茶树叶片净光合速率与儿茶素组分及配比的相关关系。结果表明：茶树叶片净光合速率与EC、GCG含量均呈正相关;与C、ECG、EGC、EC、EGCG、简单儿茶素和儿茶素总量均呈负相关,特别是与酯型儿茶素和儿茶素总量呈显著的负相关;应用上述模型能排除光照、温度等光合作用因子的影响,使茶树叶片净光合速率真实反应茶树自身的光合作用能力。本研究结果提示：检测茶树的净光合速率为早期简便地鉴定茶树新株系的儿茶素组分提供依据。     

云南西双版纳7个产地大树茶（晒青毛茶）品质分析

为了更好地认识和利用西双版纳州大树茶,为大树茶研究提供科学的理论基础,采用分光光度计法及高效液相色谱法测定云南西双版纳7个产地大树茶（晒青毛茶）在春、夏、秋3个季节的生化成分,并用感官审评方法评定各项品质因子。结果表明,不论是春季、夏季、秋季采制的7个产地大树茶内含物质均很丰富;同一季节,7个产地大树茶的水浸出物、茶多酚、可溶性糖含量差异显著。HPLC分析发现,7个产地大树茶氨基酸、儿茶素组成无显著差异;茶氨酸占总量50%以上,酯型儿茶素占总量的60%以上。三迈大树茶氨基酸、可溶性糖含量较高。大多数产地茶多酚、儿茶素含量夏、秋茶高于春茶;氨基酸含量春茶最高,其次是秋茶、夏茶;可溶性糖、咖啡碱含量春茶高于夏、秋茶。感官审评发现7个产地大树茶在汤色、香气、滋味、叶底各方面表现良好。     

水稻不育系先红A紫叶性状的遗传行为及其应用前景

用新育成的带紫叶色标记的水稻不育系先红A(B)为材料,分别与不同类型的绿叶籼稻、粳稻品种杂交,研究其紫叶性状的遗传行为。结果表明,先红A(B)的紫叶性状由1对紫叶基因控制,一般正常绿叶水稻品种带有1～2对抑制基因可调控该紫叶基因的表达。先红A(B)的紫叶性状及其杂种F1绿叶性状表达稳定,不受光温环境及栽培条件的影响。先红A的紫叶性状是杂交稻种子鉴纯和制种防杂保纯的一种理想标记。先红A配制杂种,可筛选出株叶型好且优势强的组合,显示出良好的应用前景。     

低温胁迫下三七一年生紫、绿地上茎植株抗氧化能力的研究

旨在探究三七地上茎积累花色苷对其抗寒性的效应。研究了冰水模拟低温胁迫下三七一年生紫、绿地上茎植株叶片可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶比活力。结果表明,在冰水模拟低温胁迫下,紫、绿地上茎植株叶片的可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶(CAT)比活力及绿地上茎植株叶片的MDA含量均上升,紫、绿茎植株叶片的过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)比活力及紫茎植株叶片的MDA含量均下降,且紫茎叶片可溶性蛋白质含量和CAT比活力的升幅及绿茎叶片POD和SOD比活力的降幅均更大;在冰水处理结束时,紫茎植株叶片的可溶性蛋白质含量、POD和SOD的比活力均高于绿茎的,但CAT比活力和MDA含量略低于绿茎的。但是,紫、绿茎植株叶片的可溶性蛋白质和MDA含量及抗氧化酶比活力的差异均未达到显著水平。因此,三七地上茎积累花色苷利于其抗寒。