鱼类体色变异的遗传基础研究进展简述

体色是鱼类一种较为独特的表型性状。鱼类体色变异是遗传学、进化生物学和系统发育学的重要研究主题。随着现代分子生物学技术的快速发展,鱼类体色变异的研究广度和深度不断加强,为更好地了解鱼类体色变异的分子遗传学基础,总结和归纳了鱼类色素细胞的发育与类型、鱼类体色变异的遗传学基础,以及鱼类体色变异的分子机制。     

葡萄浆果着色过程的解剖学研究

 １９９８～１９９９年．通过外观观察及利用冰冻切片解剖法对葡萄属植物的１２个种（其中１０个种是起源于中国的野生种）的４３个 株系浆果着色过程进行了研突：结果表明．供试材料中的大多数种的浆果从果买顶部或向阳一侧开始着色．熟时果面色译均匀一致。葡萄果实从表皮与下表皮相邻的几层细胞开始着色，表皮由内向外、下表皮由外向内的顺序着色：多数种的果实表皮细胞稍先于下表皮细胞开始着色。葡萄着色初期表现出不同层次色素细胞间及同一层不同部位的色素细胞间颜色深浅不一的不均衡性；葡萄果实着色过程体现为色素细胞数目不断增多及细胞内色素浓度不断增大的统一；色素细胞由个别出现色素到全体色素细胞都出现色素持续时间较短；就某一色素细胞而言．从其开始着色直到果实成熟色素浓度可能一直在增大．直到果实成熟时达最大。     

几种近海底层鱼类和中上层鱼类隐蔽伪装色的比较

为了探明近海不同生态类型鱼类隐蔽伪装色的差异,研究了6种中上层鱼类和5种底层鱼类的隐蔽伪装色,结果表明:无论近海中上层鱼类(包括大甲鲹Megalaspis cordyla、斑■Hemiramphus far、五条■Seriola quinqueradiata、竹■鱼Trachurus japonicus、蓝圆鲹Decapterus maruadsi、蓝点马鲛Scomberomorus niphonius)还是近海底层鱼类(海鳗Muraenesox cinereus、斑尾复虾虎鱼Synechogobius ommaturus、带鱼Trichiurus japonicus、单角革鲀Aluterus monoceros、龙头鱼Harpadon nehereus),黑色素细胞和黄色素细胞均为背部多腹部少,差异显著;相比近海底层鱼类,近海中上层鱼类背腹部体色差异更加明显,中上层鱼类黑色素细胞和黄色素细胞差异更大;虹彩细胞在背腹部皮肤中都存在,而近海底层鱼类的腹部主要为虹彩细胞;红色素细胞在近海底层鱼类中很少存在,但在中上层鱼类中较多。上述结果显示,鱼类背部体色的深浅主要与皮肤中黑色素细胞和黄色素细胞的数量有关,腹部体色的形成主要与虹彩细胞的多少有关。     

“全红”和“粉玉”瓯江彩鲤体表组织中差异色素的鉴定

为了解"全红"和"粉玉"瓯江彩鲤(Cyprinus carpio var.color)体表组织中的差异色素,分别采用分光光度法和高效液相色谱方法对两种体色瓯江彩鲤的皮肤、鳍条和眼睛中的差异色素进行鉴定。分光光度法测定结果表明:"全红"皮肤中类胡萝卜素含量显著高于"粉玉"皮肤(P0.05),而蝶啶色素不存在显著性差异(P0.05)。随后通过高效液相色谱法对这两种体色的皮肤、眼睛和鳍条中类胡萝卜素的种类和含量进行鉴定,发现"全红"的皮肤、眼睛和鳍条中含有大量的以酯化形式存在的虾青素和黄体素,以及部分未知的类胡萝卜素,而"粉玉"的这些组织中检测不到虾青素和黄体素等类胡萝卜素。"全红"鳍条中虾青素含量最高为(28.00±3.61)mg/kg,而皮肤中的黄体素含量最高为(62.34±4.93)mg/kg。研究表明:虾青素和黄体素等类胡萝卜素是瓯江彩鲤红色体色的关键色素,蝶啶色素对红色没有作用,瓯江彩鲤白色体色存在类胡萝卜素的缺失现象。     

烟草质体色素与烟叶品质的关系综述

质体色素对烟叶的内外在质量有重要的影响。对质体色素的分类,叶绿素、类胡萝卜素及其降解产物对烟叶品质的影响,品种、生态环境与栽培技术、成熟度、调制、醇化对质体色素的影响进行了综述,认为今后应重点加强烟草质体色素降解的生理机制、质体色素的提取和加香应用等方面的创新研究,为有针对性地改善烟叶品质,进一步提高烟叶可用性和烟制品的香吃味风格提供理论依据和技术支撑。     

纽荷尔脐橙果皮色素组分和含量与果实着色的关系

以不同地点的纽荷尔脐橙为材料，测定了果实发育过程中果皮叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量，以及成熟果实的外观色泽。结果表明：不同地点对果皮单一色素含量动态变化趋势和各时期单一色素含量的高低都有明显的影响，在果实膨大期，在各时期果皮间的“类胡萝卜素含量／叶绿素总量”比值的变化趋势相同，并且分别无显著的差异。果皮着色主要决定于“类胡萝卜素含量／叶绿素总量”比值高低，而与单一色素含量无直接关系。     

散叶堆积烘烤过程中烘烤环境与烟叶质体色素的灰色典型相关分析

为研究散叶堆积烘烤过程中烘烤环境的控制对烟叶质体色素降解转化的影响,对烘烤过程中样品的叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量与取样时的干球温度、湿球温度、相对湿度、叶温进行灰色典型相关分析.结果表明,烘烤过程烘烤参量对质体色素的降解转化影响程度表现为类胡萝卜素＞叶绿素a＞叶绿素b,温度对类胡萝卜素降解转化影响最大,烤房内的相对湿度对叶绿素a含量与叶绿素b含量的影响最大.可见,散叶堆积烘烤过程中可以通过控制一定的温度和湿度具体调节叶绿素和类胡萝卜素的转化降解,进而提高烟叶的烘烤质量.     

七种淡水鱼类色素含量和酪氨酸酶活力的比较研究

以草鱼、鲫、团头鲂、黄颡鱼、黄鳝、泥鳅和斑点叉尾鱼回为研究对象,分别测定其血清、皮肤、鳞片中酪氨酸酶活力,以及皮肤、鳞片中类胡萝卜素、叶黄素含量,探讨体色相关因子、色素在不同种类、同一种类不同部位分布的差异性。结果表明,酪氨酸酶在皮肤、鳞片、血清中均有分布;不同种类鱼皮肤、鳞片中总类胡萝卜素、叶黄素含量也存在差异,尤其是体色带黄色的鱼如黄鳝、泥鳅的背部、腹部皮肤中类胡萝卜素、叶黄素含量很高,显著高于其他试验鱼种（P〈0.05）;即使体色较黑的鱼如鲫、草鱼、团头鲂的鳞片、皮肤中也含有较高含量的类胡萝卜素、叶黄素。对于同一种鱼,其背部皮肤中类胡萝卜素、叶黄素含量显著高于腹部皮肤。本试验表明鱼体体表颜色是黑色素和类胡萝卜素等色素综合表现的结果,其中黄色色泽的深浅与总胡萝卜素、叶黄素含量有直接的关系;黑色色泽深浅与酪氨酸酶活力大小有直接的关系。     

中国野葡萄成熟浆果色素细胞特征研究

采用冰冻切片法对中国野葡萄１０个种３９个株系成熟浆果色素细胞特征进行了研究。结果表明，野生种表皮色素细胞多为６层，刺葡萄为８层或１０层。下表皮细胞色素极易褪去，因而其色素细胞层数难以确定。供试材料色素细胞颜色为红色及紫红色两类，但以含红色的材料居多，紫红色色素较红色色素更易褪去。对于同一材料的浆果，表皮及下表皮均为同一种颜色，只是色素深浅存在差异。绝大多数野生种成熟浆果色素细胞颜色很深。     

七种淡水鱼类色素含量和酪氨酸酶活力的比较研究

以草鱼、鲫、团头鲂、黄颡鱼、黄鳝、泥鳅和斑点叉尾鱼回为研究对象,分别测定其血清、皮肤、鳞片中酪氨酸酶活力,以及皮肤、鳞片中类胡萝卜素、叶黄素含量,探讨体色相关因子、色素在不同种类、同一种类不同部位分布的差异性。结果表明,酪氨酸酶在皮肤、鳞片、血清中均有分布;不同种类鱼皮肤、鳞片中总类胡萝卜素、叶黄素含量也存在差异,尤其是体色带黄色的鱼如黄鳝、泥鳅的背部、腹部皮肤中类胡萝卜素、叶黄素含量很高,显著高于其他试验鱼种（P〈0.05）;即使体色较黑的鱼如鲫、草鱼、团头鲂的鳞片、皮肤中也含有较高含量的类胡萝卜素、叶黄素。对于同一种鱼,其背部皮肤中类胡萝卜素、叶黄素含量显著高于腹部皮肤。本试验表明鱼体体表颜色是黑色素和类胡萝卜素等色素综合表现的结果,其中黄色色泽的深浅与总胡萝卜素、叶黄素含量有直接的关系;黑色色泽深浅与酪氨酸酶活力大小有直接的关系。     

不同花色菊花品种花色素成分的初步分析

为了分析形成菊花花色的色素成分以搞清楚花色形成的机理,该文对17个菊花品种的花瓣进行了花色表型测定、特征显色反应和紫外 可见光谱扫描分析.结果发现:菊花不同花色（黄色、白色、红色、紫色和橙色）品种的色素由类黄酮和类胡萝卜素两大类组成.黄色花主要含有类胡萝卜素和黄酮类化合物;白色花仅含有黄酮类化合物;红色和紫色花主要由花色素苷和黄酮类化合物组成;橙色花的色素包括类胡萝卜素、黄酮类化合物和花色素苷.该项研究为菊花花色素成分的进一步分离和鉴定等工作奠定了基础,同时也为菊花花色的分子育种提供帮助.      

柑橘果实着色机理研究进展

类胡萝卜素是柑橘果实呈色的主要色素．类胡萝卜素的含量和组成决定着柑橘果实的色泽，也影响到柑橘果实的营养价值．目前关于柑橘中类胡萝卜素代谢的研究已进入分子水平．根据最新报道的研究成果，介绍了柑橘果实色泽测定的原理，类胡萝卜素的测定方法、合成途径及柑橘果实成熟过程中类胡萝卜素代谢的相关基因表达，并对其研究前景进行了探讨．     

辣椒果实发育过程中果色与类胡萝卜素的变化

 【目的】研究不同颜色辣椒果实发育过程中类胡萝卜素种类和含量的变化规律,分析辣椒果实色泽与类胡萝卜素变化的相关性,为选育高辣椒红素新品种提供参考。【方法】采用薄层层析方法测定不同时期辣椒果实的类胡萝卜素种类和含量。【结果】（1）青果期绿色、成熟期为红色的品种共分离出16种色素;青果期前合成的叶绿素和部分黄色类胡萝卜素含量在转色期后下降,青果期后合成的红色、橙色和黄色类胡萝卜素含量大幅增加;成熟期类胡萝卜素总含量和辣椒红素含量高。（2）青果期乳白色、成熟期为红色品种共分离出12种色素,青果期色素含量较低;随着果实发育,青果期前合成的黄色类胡萝卜素含量变化不大,青果期后合成的黄色、橙色和红色类胡萝卜素含量增加较快;成熟期类胡萝卜素总含量较低,辣椒红素含量较高。（3）青果期绿色、成熟期为橙色的品种共分离出14种色素;叶绿素逐渐降解,青果期前合成的黄色类胡萝卜素含量变幅不大,青果期后合成的黄色和橙色类胡萝卜素含量迅速增加;成熟期类胡萝卜素总含量较高,没有合成辣椒红素。（4）青果期绿色、成熟期为黄色的品种共分离出9种色素;叶绿素和黄色类胡萝卜素逐渐降解,没有合成新的类胡萝卜素,成熟期类胡萝卜素总含量低。【结论】在辣椒果实发育过程中,不同颜色类型果实中类胡萝卜素种类和含量不同,同一类型不同品种变化趋势基本相同,但含量有差异;青果期为绿色、成熟期为红色的品种为选育高辣椒红素的理想材料;不同颜色辣椒果实中类胡萝卜素合成途径不同。     

紫叶李叶片色素成分分析

紫叶李Prunus cerasifera是常见的园林绿化观叶树种,其叶片在整个生长季节均为紫红色。以紫叶李叶片为试验材料,利用高效液相色谱仪-二极管阵列检测器、紫外-可见分光光度计、薄层色谱分析法对紫叶李叶片的色素种类及含量进行了定性和定量分析。结果表明:紫叶李叶片内含有类胡萝卜素、叶绿素(叶绿素a为主)、矢车菊素、矮牵牛素、矢车菊素半乳糖苷、天竺葵素及其他单体酚(槲皮素、芦丁、二氢杨梅酮等)。其中,矢车菊素半乳糖苷、矢车菊素和叶绿素的共存互作是其叶片呈现紫红色的主要原因,类胡萝卜素、槲皮素、芦丁等辅助色素也起到了辅助成色的作用。     

辣椒类胡萝卜素生物合成的分子遗传学研究进展

辣椒（Capsicum spp.）属于茄科辣椒属,作为一种蔬菜和香料作物在世界各地得到广泛栽培。除作为烹饪食材和香料应用外,辣椒在制药和化妆品领域也有广泛的用途。类胡萝卜素是一类天然色素的总称,参与植物许多重要的代谢过程,如光合作用、光保护、光形态建成和生长发育等。类胡萝卜素具有多种生物活性,是辣椒果实主要的营养物质之一,培育类胡萝卜素含量更高的辣椒品种需要全面深入了解其生物合成及其调控的分子机制。分子生物学和生物技术的发展促进了类胡萝卜素生物合成基因的鉴定,为培育类胡萝卜素含量更高的辣椒新品种提供了机会。该文描述了类胡萝卜素的生理作用、类胡萝卜素与辣椒果实颜色、类胡萝卜素生物合成途径、辣椒类胡萝卜素生物合成途径的结构基因及调控因子、辣椒果实颜色的分子遗传学及与辣椒果实颜色有关的QTL位点等方面的研究进展。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶（GGPS）、八氢番茄红素合成酶（PSY）、八氢番茄红素脱氢酶（PDS）、ζ-胡萝卜素去饱和酶（ZDS）、番茄红素环化酶（LCY）、辣椒红素-辣椒玉红素合成酶（CCS）等是辣椒类胡萝卜素生物合成通路的端口酶和限速酶,其表达丰度和活性高低直接调控辣椒体内类胡...     

南瓜类胡萝卜素含量的超高效液相色谱分析

类胡萝卜素是一类重要的天然色素。为了分析南瓜类胡萝卜素的成分及含量,以南瓜果肉为材料,通过对不同提取剂（甲醇、乙醇、石油醚、丙酮、丙酮-石油醚(1:1)、丙酮-石油醚(1:2)、丙酮-石油醚(1:4)）和提取方法（皂化和非皂化）的筛选,优化南瓜果肉类胡萝卜素的提取条件,并应用超高效液相色谱(UPLC)技术分析了23 个南瓜品种的类胡萝卜素成分及含量。结果表明,以乙醇作为提取剂并通过皂化处理更适合南瓜果肉类胡萝卜素的提取。南瓜果肉中含有β-胡萝卜素、α-胡萝卜素和叶黄素3 种类胡萝卜素,其成分组成及含量在南瓜种内及种间均存在差异,大部分印度南瓜和中国南瓜品种的类胡萝卜素总量明显高于美洲南瓜品种。实验所优化的提取及测定方法适合南瓜果肉类胡萝卜素的定性定量分析。     

不同叶色石榴杂种单株叶片色素含量的比较

为了研究石榴杂种后代不同叶片颜色的成因,采用分光光度法对8个石榴杂种单株和2个亲本(母本豫大籽、父本突尼斯软籽)对照单株生长期叶片中叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量进行了研究。结果表明,在生长初期,叶片表现红色的4个单株花青素含量均高于对照,其中5号单株花青素含量最高,达到4.12mg/g;叶片表现黄绿色的4个单株叶绿素和类胡萝卜素含量的变化趋势与对照基本一致,其中4号单株叶绿素含量和叶绿素/类胡萝卜素的值最高,而3号单株叶绿素a/b最低。在生长旺盛期,8个石榴单株叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量的变化趋势一致,与对照无明显差异。经方差分析,不同石榴单株在不同的生长期其叶绿素和类胡萝卜素含量均存在显著差异,不同石榴单株间花青素含量存在显著差异,而不同石榴单株在不同的生长期其叶绿素/类胡萝卜素的值无显著差异,可以初步得出石榴杂种后代间叶片颜色不同是由于生长期花青素、叶绿素含量和比值不同造成的。     

Xanthorhodopsin: a proton pump with a light-harvesting carotenoid antenna

Energy transfer from light-harvesting carotenoids to chlorophyll is common in photosynthesis, but such antenna pigments have not been observed in retinal-based ion pumps and photoreceptors. Here we describe xanthorhodopsin, a proton-pumping retinal protein/carotenoid complex in the eubacterium Salinibacter ruber. The wavelength dependence of the rate of pumping and difference absorption spectra measured under a variety of conditions indicate that this protein contains two chromophores, retinal and the carotenoid salinixanthin, in a molar ratio of about 1:1. The two chromophores interact strongly, and light energy absorbed by the carotenoid is transferred to the retinal with a quantum efficiency of approximately 40%. The antenna carotenoid extends the wavelength range of the collection of light for uphill transmembrane proton transport.     

番茄果实中类胡萝卜素的合成及其调控

由于代谢途径中的某些关键酶丧失活性,番茄中类胡萝卜素的成分发生变化,产生出色彩斑斓的各种突变体,为研究类胡萝卜素的合成过程和调控机理提供了良好的材料基础。研究表明,番茄发育过程中对基因转录水平进行的调控是决定类胡萝卜素构成和含量的主要手段,但转录后调控和产物反馈抑制也不容忽视。随着越来越多的类胡萝卜素基因被分离、鉴定,通过基因修饰可以按照人们的需求生产特定的类胡萝卜素。