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相似文献
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1.
光对园艺植物花青素生物合成的调控作用   总被引:2,自引:0,他引:2  
花青素是植物中一类重要的类黄酮化合物,在植物花朵、果实等器官色泽形成和抗氧化过程中起着重要作用。植物组织中花青素的形成依赖于光信号,但是光信号对花青素生物合成的调控机制及信号网络很大程度上还不清晰。本文简述了花青素生物合成及运转过程的研究进展,简要归纳了MYB、bHLH、WDR三类主要因子对花青素合成的转录调控作用,重点阐释光信号(光强、光质、光照时长)对植物花青素合成的调控作用。研究表明,光环境(光强、光质、光照时长)主要通过不同的光受体(UVR8、CRYs、PHOTs、PHYs)影响光信号通路重要因子COP1的泛素化能力和HY5的稳定性,以及其他光信号转录因子如光敏色素互作因子PIFs的稳定性,进而调控花青素的生物合成过程。这些光信号因子一方面直接结合到调控花青素合成的MYB、bHLH、WDR三大类转录因子上,转录激活或抑制它们的表达进而调控花青素的合成;另一方面,这些光信号因子通过与MYB、bHLH、WDR三大类转录因子蛋白互作,影响它们形成的MBW复合体稳定性,进而调控花青素的合成。此外,这些光信号因子还可以通过不依赖于MBW复合体的通路调控花青素的合成,如HY5通过调控miR858影响花青素的生物合成;另外,一些未知的光响应因子可能以不依赖MBW通路的方式直接或间接地调控花青素合成基因和液泡膜上的运转蛋白,改变液泡酸化,调节花青素的合成。同时,光信号会影响光合电子传递,光合电子传递链中的一些因子也会通过依赖和不依赖MBW的途径影响植物花青素的合成。这些途径如何协调以及哪些信号因子优先受光环境(光强、光质、光照时间)调控?本文为深入研究光信号对花青素生物合成的调控机理提供参考,以探索光调控花青素积累的有效途径及靶标分子,为利用基因工程、代谢工程和光环境调控手段改良园艺植物花青素积累提供理论基础。  相似文献   

2.
绿豆幼苗发育初期叶绿素生物合成的研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了探讨被子植物幼苗发育初期Chl生物合成和调控机制,本文采用不同波长的光照和抗生素处理,分析了光照诱导绿豆黄花幼苗发育初期Chl含量的变化和抗生素对Chl生物合成的影响.结果表明:绿豆黄化幼苗在光照最初4 h,单色光有利于Chl生物合成;光照4 h后,单色光不利于Chl生物合成;同时单色光能够诱导提早Chl b生物合成,BL的作用大于RL1和RL2;脉冲光可以诱导Chl生物合成;抗生素实验显示,在光照2 h内,Chl生物合成过程不受质体和细胞核的调控;光照2 h以后,细胞核对Chl 生物合成有明显的调控作用,光照12 h后叶绿体的发育对Chl生物合成有明显的作用.本实验从亚细胞器水平探讨了绿豆幼苗发育过程Chl生物合成的可能调控机制.  相似文献   

3.
植物花青素合成与基因调控(英文)   总被引:1,自引:0,他引:1  
文章在阐述植物花青素生物化学合成的基础上,综述了植物花色素苷合成的基因调控及环境、激素化学物质等外在因子对花青素基因调控的影响。结果表明:在植物花青素代谢中,温度、光照、紫外线、施肥状况、激素水平等因素能诱发花青素合成的调节基因或反义基因的表达,从而诱导或抑制了花青素的合成。在调控基因中,一些对花青素合成的结构蛋白表达产生促进作用,一些则具有抑制效应。不同外在因子激活或抑制调控基因的种类与数量不同,因此,产生了不同的花青素组型或相同组型的不同配比,使植物器官表现不同的颜色。  相似文献   

4.
前沿动态     
正植物响应光和生物钟节律双重信号的重要分子机理太阳光不仅是植物生长发育的重要能源来源,还参与调控植物的形态建成,是植物生长发育最重要也是最基本的生长信号之一。在黑暗和光照条件下,植物分别进行暗形态建成和光形态建成。COP1和PIF是幼苗光形态建成中两类重要的负调控因子,使植物在黑暗条件下表现为暗形态建成。生物节律在植物的光形态建成中也起到了非常重要的作用,其中PIF4为生物节律中非常重要的转录因子之一。  相似文献   

5.
为甘蓝作物中花青素的合成代谢研究提供理论基础,以"早红"(紫甘蓝)和"中甘11"(青甘蓝)为试验材料,利用UV-A和UV-B不同的时间组合照射生长4周的甘蓝幼苗,测定甘蓝中花青素的含量和代谢相关的主要的结构基因和转录因子在不同处理中的表达。试验表明:紫甘蓝和青甘蓝在经过UV-A和UV-B处理后,花青素含量均显著提高,并均在6h达到最大值;UV-B处理比UV-A处理提高甘蓝花青素的含量方面更有效,在紫甘蓝和青甘蓝中分别提高41%和45%。分析花青素生物合成与代谢相关的结构基因和转录因子的表达情况可知UV-A和UV-B促进花青素积累的调节机制不同,甘蓝中不同品种积累花青素的机制也不同,综合分析结果显示,DFR和LDOX这2个下游结构基因在UV-A和UV-B不同处理以及紫甘蓝和青甘蓝不同品种间表达量都提高了,说明紫外照射提高花青素生物合成的下游结构基因的表达与甘蓝花青素的含量提高具有非常密切的关系。  相似文献   

6.
正近日,由中国农业科学院农产品加工研究所果蔬保鲜物流研究室王志东团队在短波紫外线(UV-C)影响紫甘蓝花青素合成的研究中取得突破性进展。该研究发现作为非热杀菌技术UV-C可通过调控花青素代谢途径的转录调控因子和结构基因的表达量来提高紫甘蓝的品质。  相似文献   

7.
兰州百合体细胞组织培养的光温效应   总被引:11,自引:0,他引:11  
在24小时全光照和26℃恒温生长箱条件下,每鳞片诱导再生苗数最多,为31.4株,幼苗绝对增殖比高达1:6.7,且幼苗生长旺盛;12小时光照和26±2℃培养室条件下,平均每鳞片诱导再生苗20.8株,增殖比为1:5.1;24小时光照和30℃恒温生长箱条件下效果最差,平均每鳞片诱导再生苗14.3株,高温明显抑制再生苗形成,但对不定芽的发生有促进作用。红、蓝、白、红蓝四种光质试验表明,蓝光下幼苗增殖比最高,为1:8.33,但幼苗素质以白光(与常规培养相似)下最好。  相似文献   

8.
【目的】筛选在不同光照下甘蓝型油菜幼苗的差异表达基因和差异代谢物,为花青素合成机理的研究奠定基础。【方法】以甘蓝型油菜自交系GLH4为研究材料,选取优质种子种植于花盆,在人工气候箱中以300 μmol/(m2· s)光照培养至2叶1心期后,进行强光700 μmol/(m2·s)和弱光300 μmol/(m2· s)处理,取0,24,48,72和96 h油菜幼苗进行表型观察;分别取不同光照处理96 h油菜的第1片真叶,利用高通量测序技术获得GLH4在不同光照下的转录组数据,随后利用生物信息学方法进行差异基因KEGG分析,筛选不同光照处理油菜幼苗差异表达基因,并用RT-qPCR技术进行验证;用超高效液相色谱和串联质谱和Analyst 1.6.3软件进行油菜幼苗代谢组数据的处理,对代谢物进行定性定量分析,筛选不同光照处理的差异代谢物。【结果】对0,24,48,72和96 h油菜幼苗的表型观察发现,强光处理油菜幼苗茎、叶颜色变紫,且随诱导时间延长,颜色逐渐变深。转录组KEGG分析共找到9 840个差异表达基因,且参与光照调控的差异基因显著富集到了20条通路中,其中代谢途径的差异表达基因最多(1 751个),其次为次生代谢途径的差异表达基因(986个)。代谢组分析共检测出248个差异代谢物,其中类黄酮差异代谢物最多(81个)。类黄酮代谢物中包括7种花青素苷,其中花翠素、花翠素 3-O-葡萄糖苷、矢车菊素和牵牛花色素3-O-葡萄糖的表达量达到极显著水平。类黄酮代谢途径的差异表达基因和差异代谢物的表达量均达到了极显著水平;表达量居前的8个差异表达基因的RT-qPCR结果与转录组分析结果一致。【结论】强光诱导油菜器官和组织颜色的变化与花青素积累及相关基因的表达变化有关。  相似文献   

9.
为探索花青素生物合成的调控机制,以模式植物拟南芥野生型Col–0和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1为试验材料,分析5种浓度(0、0.1、0.5、1.0、2.0mmol/L)外源苯丙氨酸处理后花青素的积累和花青素生物合成相关基因的表达,探讨酪氨酸降解途径受阻是否影响苯丙氨酸诱导花青素的积累。结果发现:外源添加不同浓度苯丙氨酸能提高拟南芥幼苗花青素的含量,而且花青素的含量随着苯丙氨酸浓度的增加而增多;苯丙氨酸处理后,sscd1突变体幼苗中花青素的积累增多,同时花青素生物合成基因,如PAL、CHI、CHS、DFR、LDOX、UF3GT的表达水平在sscd1突变体中都显著上调,表明SSCD1基因突变会阻断酸酪氨酸降解,增加苯丙氨酸诱导花青素的合成。  相似文献   

10.
本研究利用日本晴水稻作为研究材料,分析了黑暗和光照条件下不同植物生长调节剂对植物主根生长的影响。结果表明,IAA、JA、ACC、KT和2,4-EBL均抑制水稻幼苗主根的生长,抑制效果与浓度呈正相关;黑暗和光照条件下生长的水稻幼苗对植物生长调节剂的敏感性不同,IAA、JA、KT和2,4-EBL对黑暗条件下生长的水稻幼苗主根的抑制效果更为明显,而ACC对光下生长的水稻幼苗主根的抑制效果更明显,据此推测,光影响水稻幼苗对植物激素的敏感性。  相似文献   

11.
以紫色大白菜为试材,研究了不同环境条件(光照、温度、pH值)下对花青素稳定性的影响。结果表明:在自然光照1~3 d内紫色大白菜花青素保存率在80%以上;紫色大白菜花青素具有一定的耐热性,但受热温度不能超过60℃;紫色大白菜花青素受pH值影响较大,为使紫色大白菜花青素保持稳定,溶液pH值应维持在酸性环境。  相似文献   

12.
【目的】花色苷是一类通过类黄酮途径合成的水溶性次生代谢产物,既能使植物的不同器官呈现红、紫、蓝等颜色,还有利于人体健康。紫茄富含花色苷,但是有关茄萼花色苷生物合成的分子机制还不是很清楚。本研究旨在通过克隆茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB,测定其在不同发育时期不同颜色茄萼中的表达量,探究DFR和MYB在茄萼花色苷合成中的作用。【方法】选用绿萼和紫萼长茄(Solanum melongena L.)果萼为试材,测定不同p H条件下茄萼花色苷含量;通过RACE方法分离克隆DFR和MYB cDNA全长序列,分析DFR和MYB的保守结构域及序列特征;分别对DFR和MYB及其同源蛋白序列进行系统进化分析,构建系统进化树来进一步分析鉴定基因;使用Ex PASy网站提供的在线分析软件SOPMA预测蛋白质二级结构;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在不同发育阶段果萼中的表达情况。【结果】从绿萼和紫萼长茄果萼中克隆了DFR和MYB片段,分别命名为ouSmDFR、dongSmDFR和ouSmMYB、dongSmMYB,Gen Bank登录号分别为:KX224250、KX224251和KX224253、KX224254。ouSmDFR和dongSmDFR全长分别为1 285 bp和1 249 bp,开放阅读框为858 bp和864 bp,分别编码285个和287个氨基酸;ouSmMYB和dongSmMYB全长分别为969 bp和959 bp,开放阅读框均为462 bp,编码153个氨基酸。蛋白质二级结构分析表明α-螺旋和无规则卷曲均为两个DFR蛋白和两个MYB蛋白的主要二级结构元件。序列比对表明DFR蛋白具有NADPH结构域(NADPH binding domain)和底物特异性结合结构域(Substrate specific binding domain),属于NADB-Rossmann超基因家族;MYB蛋白属于R2R3-MYB转录因子,具有R2、R3两个MYB结构域和b HLH结合域。ouSmDFR和dongSmDFR与St DFR和Sl DFR具有相对较高的同源性;ouSmMYB和dongSmMYB与Es MYB同源性较高。花色苷含量测定显示,紫萼果茄萼花色苷含量较高且随着果实的发育成熟而逐渐增加;而绿萼茄萼几乎检测不到花色苷。荧光实时定量PCR分析表明,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达量均远高于绿萼长茄;从初蕾期到盛花期,紫萼长茄果萼中DFR和MYB表达量逐渐升高,而绿萼长茄则几乎没有变化,与两个品种茄萼颜色变化相一致。【结论】ouSmDFR和dongSmDFR属于NADB-Rossmann超基因家族,ouSmMYB和dongSmMYB为典型R2R3-MYB转录因子,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达明显高于绿萼长茄。推测DFR和MYB在茄萼呈色中发挥作用,并且参与花色苷生物合成。  相似文献   

13.
甘蓝红色素是从紫甘蓝叶片中提取的花色苷类色素,是一类安全、无毒的天然食用色素,具有重要的生物活性。参考国内外最近5年来的最新研究成果,综述了甘蓝红色素的提取、纯化工艺、化学结构、理化性质和应用情况,对甘蓝红色素的综合开发具有一定的参考价值。  相似文献   

14.
利用症状观察、形态学鉴定和ITS序列分析等方法鉴定哈尔滨地区甘蓝黑根病病原菌。分离得到菌株RH,经分子鉴定属于AG-4融合群。结果表明,哈尔滨地区甘蓝黑根病致病菌为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)。菌株生长最适条件:温度30℃,连续黑暗,pH 8.0,致死温度46℃,可溶性淀粉、蔗糖、蛋白胨、硝酸钠有利于菌丝生长。  相似文献   

15.
白菜雄性不育相关新基因BcMF1的分离及特征分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
 【目的】筛选与白菜雄性不育性状相关的新基因,为研究植物雄性不育的分子机制提供依据。【方法】利用cDNA-AFLP技术分析白菜核雄性不育两用系‘ZUBajh97-01AB ’的表达差异,在可育株群中扩增出1条特异条带BcMF-A15T17,通过RACE和PCR技术扩增得到该基因的cDNA和DNA全长序列,并用Northern杂交验证了该基因的表达特征。【结果】该基因被命名为BcMF1,它的cDNA全长为1 684 bp,基因全长为1 985 bp,BcMF1基因仅在两用系可育株群的中、大花蕾中特异表达。推测的BcMF1蛋白含有471个氨基酸,与拟南芥未知功能蛋白家族DUF1216成员的相似性较高,预测该蛋白是一个定位在胞外的分泌蛋白。【结论】BcMF1基因是一个与白菜细胞核雄性不育相关的新基因。  相似文献   

16.
COP1 E3连接酶是一个光形态建成的抑制子和光调控植物发育的分子开关.对山核桃Carya cathayensis花芽454测序获得CcCOP1 E3连接酶的片段,通过cDNA末端快速扩增技术(RACE),分别获得该基因的全长,大小为2 331 bp,它由2个特殊的结构域组成即环形锌指结合域和WD-40重复序列,其编码的蛋白质有较强的亲水性,在氨基端主要是亲水性氨基酸,而羧基端主要是疏水性氨基酸.CeCOP1 E3连接酶与毛果杨Populus trichocarpa等的COP1 E3连接酶同源基因相似度较高,总体高达77.80%.实时荧光定量聚合酶链式反应(real-timePCR)结果显示:CcCOP1 E3连接酶的表达贯穿于在山核桃雌雄花的发育过程,CcCOP1 E3连接酶在山核桃的茎、叶、果实、花芽中均有表达,但在花芽中表达量最高,3月中旬表达量最高,在5月中旬雄花表达量相对较高.CcCOP1 E3连接酶与山核桃雌雄花分化有关.  相似文献   

17.
【目的】甘蓝(Brassica oleracea L.)是世界上最广泛种植的蔬菜作物之一,其种植已由春、秋两季种植转变为四季栽培,因此,研究甘蓝对光温的反应能力是品种改良的重要基础。光敏色素是植物最重要的一类光受体,主要响应远红光和红光的变化,其中,光敏色素B是红光的最主要受体,与光形态建成、避荫性以及生物产量等性状密切相关。克隆甘蓝的光敏色素B基因(Bo PHYB),在拟南芥中验证异源基因Bo PHYB在光形态建成和避荫性反应中的作用,丰富植物光敏色素基因功能研究,评价光敏色素在甘蓝品种改良中应用的潜在价值。【方法】利用RT-PCR的方法克隆、测序验证得到甘蓝自交不亲和系12C的Bo PHYB编码区c DNA序列;利用生物信息学软件分析其编码的氨基酸序列及结构域,并与其他植物的光敏色素B进行序列比对,分析它们之间的同源关系;构建其35S启动子驱动的植物表达载体p JIM19-Myc-Bo PHYB,通过农杆菌介导法转化拟南芥野生型Col-0和phy B-9突变体,并获得纯合转基因株系;比较Bo PHYB与拟南芥光敏色素B(At PHYB-GFP)的转基因株系在不同光质下的下胚轴伸长和成株期的表型,验证其在光形态建成和避荫性反应中的作用。【结果】从甘蓝中克隆了Bo PHYB的编码区c DNA序列,该基因编码区含有3 507个核苷酸,编码具有1 168个氨基酸残基、分子量为128.9 k D的蛋白质;与拟南芥和白菜的phy B结构域类似,Bophy B包含1个GAF结构域、2个PAS结构域、1个His KA结构域和1个HATPase_c结构域;氨基酸序列同源性分析发现,Bophy B与拟南芥以及白菜的phy B同源性最高,与小麦、玉米、水稻等单子叶植物的同源性较低;与At PHYB-GFP类似,在红光和白光下不但Myc-Bo PHYB能互补phy B-9极端黄化的表型,而且转基因株系均表现为下胚轴加剧缩短;长日照和短日照下成株期转基因导致植株矮化、叶片深绿和叶柄缩短。【结论】克隆了甘蓝光敏色素B基因,甘蓝光敏色素B与拟南芥和白菜的光敏色素B具有相似的结构和功能,在红光和白光下促进幼苗的去黄化反应,在成株期显著抑制长日照和短日照下植株的避荫性反应。  相似文献   

18.
小豆茎色、粒色性状的遗传规律研究   总被引:8,自引:4,他引:4  
应用2个熟性小豆材料(京农2号:红粒,绿茎;S_(5033):红底色黑斑花纹,淡紧茎)进行正反交组配,对获得的F_1、F_2、F_3及F_4代植株调查结果表明:(1)茎色:基本色泽基因紫茎(A)为显性,绿茎(a)为隐性,F_2代为3紫茎:1绿茎分离,属一对等位基因控制。控制茎色浓淡还有一显性色彩减弱基因(H),当H存在时,基本色泽紫茎A表现减弱,呈淡紫色(A-H-),其F_2分离比例3(淡紫茎):1(深紫茎)。在F_2、F_3的分离株系(F_3、F_4世代植株)中,紫、绿茎植株分离比仅为1.58~1.85:1,不呈3:1,绿株的出苗、成活、生长均呈优势,且紫茎株系中似有部分致死的基因存在;(2)粒色:花粒基因(F)对红粒基因(f)为显性,F_2呈3(花粒):1(红粒)分离,属一对等位基因控制,但在花粒上还有花斑大小、深浅分离现象;(3)同一世代控制茎色的基因与种皮色基因具有完全连锁关系,但上代籽粒色并不能完全决定下代植株的茎色。  相似文献   

19.
基于次生物质对紫玉米花青素合成模型预测(英文)   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过对与紫玉米花青素合成相关的次生物质总酚、类黄酮、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)的测定,建立了紫玉米花青素合成的最优多元线性回归模型为y=4.38386-0.20545x1+5.479638x2+0.195575x4。经标准偏回系数归检验得出:总酚含量与花青素含量呈负相关,对花青素合成的相对影响为-42.7%;类黄酮含量和PPO活性与花青素含量均呈正相关,对花青素合成的相对影响分别为71.45%和73.32%,且均达到了极显著水平;而PAL活性与花色素合成的相关性不显著。该模型的建立能够为花青素的实验室合成提供理论基础,从而也可为用细胞培养的方法大量生产花青素提供理论依据。  相似文献   

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