新疆红肉苹果不同时期果皮花青苷含量变化及其合成相关基因表达

利用pH示差法和实时荧光定量PCR测定红肉苹果夏红肉、红色之爱、克孜阿尔玛果实5个发育时期果皮中花青苷含量及其合成相关结构基因和转录因子的表达水平.结果 表明:红肉苹果分别在盛花后30 d和60 d花青苷含量达到最高之后逐渐降低,在果实进一步成熟时其含量略有回升.通过实时荧光定量PCR测定红肉苹果果皮花青苷相关结构基因和转录因子的表达量,初步推测果皮花青苷积累与结构基因F3H、CHI和转录因子MYB10、bLHLH33的高水平表达有关.     

新疆红肉苹果不同时期果皮花青苷含量变化及其合成相关基因表达

利用pH示差法和实时荧光定量PCR测定红肉苹果夏红肉、红色之爱、克孜阿尔玛果实5个发育时期果皮中花青苷含量及其合成相关结构基因和转录因子的表达水平。结果表明:红肉苹果分别在盛花后30 d和60 d花青苷含量达到最高之后逐渐降低,在果实进一步成熟时其含量略有回升。通过实时荧光定量PCR测定红肉苹果果皮花青苷相关结构基因和转录因子的表达量,初步推测果皮花青苷积累与结构基因F3H、CHI和转录因子MYB10、bLHLH33的高水平表达有关。     

苹果MdMYB32通过自身EAR抑制序列抑制花青苷的生物合成

【目的】研究苹果MYB转录因子家族MdMYB32的生物学信息、表达水平及其在花青苷合成中的功能,旨在为进一步完善花青苷合成代谢机理提供参考。【方法】以新疆红肉苹果杂种一代优系为试材,克隆MdMYB32,分析其进化树和蛋白序列;测定其在不同果实及在不同胁迫处理下的表达水平,通过转基因验证其在花青苷合成中的功能,并通过酵母单杂交分析其互作关系。【结果】qRT-PCR分析表明MdMYB32在花青苷含量高的‘红脆9号’苹果中表达水平较低,而在花青苷含量低的‘红脆6号’苹果中表达水平较高,与花青苷含量呈负相关;且盐胁迫和冷胁迫均能抑制MdMYB32的表达;在进化上,MdMYB32与AtMYB32,MdMYB16和AtMYB4在同一个进化枝上,且MdMYB32蛋白序列在C端含有一个EAR抑制序列;在红肉愈伤中过表达MdMYB32能够抑制ANS的表达水平,降低花青苷含量,而过表达切除EAR抑制序列后的LESMdMYB32后,不能明显改变ANS的表达水平和花青苷含量;酵母单杂交和Chip-PCR分析表明MdMYB32和LESMdMYB32均能够结合ANS的启动子。【结论】MdMYB32能够结合ANS启动子,并通过自身EAR抑制序列抑制花青苷的生物合成。     

不同颜色果袋对葡萄花青苷合成的调控

【目的】探明不同颜色果袋引起的光质差异对葡萄花青苷合成的影响,为葡萄专用果袋的研发提供理论依据。【方法】以5年生‘贝达’砧‘巨峰’葡萄为试材,于坐果后30 d分别套红色、绿色、蓝色和白色纸质果袋,以不套袋为对照,每8 d采样一次,直至果实成熟。利用光纤光谱仪分析不同纸袋的透射光谱,高效液相法测定果实发育过程中果皮花青苷含量变化,同时利用荧光定量PCR技术分析花青苷合成途径结构基因Vv CHS、VvLDOX、VvUFGT和调控基因VvmybA1以及光信号转录因子VvHY5的表达差异。【结果】红色纸袋、绿色纸袋和蓝色纸袋分别在红光、绿光和蓝光波段具有选择透过性,白色纸袋对光质的透过性没有选择性。不同颜色果袋对葡萄花青苷合成具有显著性影响,红色纸袋、绿色纸袋和蓝色纸袋处理明显推迟了葡萄的转色期,并延缓了花青苷的积累,但到果实完熟期,花青苷含量表现为蓝色纸袋白色纸袋对照绿色纸袋红色纸袋。基因表达分析表明,VvMYBA1、VvCHS、VvLDOX和VvUFGT表达量均表现为先升高后下降,与花青苷积累规律相一致;不同颜色果袋均延缓了花青苷合成调控基因VvMYBA1和结构基因VvCHS、VvLDOX、VvUFGT表达量在果实发育早期的升高和后期的下降,在表达高峰到来前,总体表现为对照和套白色纸袋表达量较高,其次是套蓝色纸袋,套绿色纸袋和套红色纸袋表达量较低;表达高峰之后总体表现为套蓝色纸袋和套白色纸袋表达量较高,其次是套绿色纸袋和套红色纸袋,对照表达量最低。VvHY5在果实成熟过程中在花青苷快速积累期和果实成熟后期有两次表达高峰,与花青苷的积累规律和合成调控基因VvMYBA1的表达规律基本一致,不同颜色果袋对VvHY5的诱导效应不同,蓝色纸袋诱导能力最强,红色纸袋效果最差。【结论】蓝色纸袋有利于葡萄花青苷合成,红色纸袋效果较差。不同颜色果袋对果实花青苷积累的调控可能是通过影响光信号转录因子VvHY5的表达,进而调控花青苷合成调控基因VvMYBA1和结构基因VvCHS、VvLDOX、VvUFGT等的表达,影响葡萄果皮花青苷的合成。     

新疆红肉苹果杂种一代的遗传变异及功能型苹果优株评价

【目的】研究新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1群体童期、果实性状的遗传变异特点,并进行功能型苹果优株评价,旨在为功能型苹果育种技术体系的创建及新疆野苹果资源的利用保存提供基本资料。【方法】以新疆红肉苹果与‘寒富’等苹果品种6个杂交组合的杂种一代868株实生苗及从中选育出的4个优株为试材,以国外引进的红肉苹果‘德红脆’及苹果栽培品种‘金冠’为对照,检测童期、果实单果重、硬脆度、可溶性固形物、可滴定酸、果皮与果肉总酚、抗氧化能力以及类黄酮含量与组分,讨论功能型苹果育种技术。【结果】新疆红肉苹果为亲本的5个杂交组合在定植第3年的开花株率均在15%以上,童期仅2.33-4.33年,而对照‘金帅’ב寒富’苹果杂交组合在定植第4年的开花株率仅为8.0%,童期3.33-5.33年;果肉花青苷含量等各性状均出现广泛分离,变异系数均在20%以上,进一步选择的潜力很大;果皮与果肉总酚及花色苷含量的广义遗传力均在85%以上,遗传能力较强;新疆红肉苹果的5个杂交组合均出现了红-绵肉及红-脆肉等株系的分离现象,其中红肉和脆肉株系分离比率分别为26.2%-37.5%和23.9%-27.5%;红肉面积较大的红脆1号和10号总酚与花青苷含量、抗氧化能力及类黄酮含量和种类数极显著地高于果肉略带红色的红脆8号和白脆1号及其对照‘德红脆’和‘金冠’。【结论】新疆红肉苹果与苹果品种杂种F1结果年龄早,果皮与果肉总酚含量等功能成分遗传能力强,从杂种F1代群体中能够选育出抗氧化能力强、类黄酮含量含量高的功能型红肉脆肉优良株系。     

红肉桃两类花色素苷积累模式与相关基因表达差异

【目的】分析中国主要红肉桃种质呈色类型及分子机理,为红肉桃种质优异基因发掘和分子标记辅助选择育种奠定理论基础。【方法】选择8份红肉桃种质和1份白肉桃种质为试材,分别在花后一个月开始采集样品,以后每隔10 d左右采集一次,至果实成熟期为止;用2%甲酸甲醇提取不同种质果肉的花色素苷,分别测定其在510 nm和700 nm的吸光值;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)方法,测定与花色素苷合成相关的13个关键结构基因和调节基因的表达水平。【结果】根据果实发育中后期花色素苷含量的变化趋势可将8份红肉桃种质分为2类,一类种质的花色素苷合成高峰出现在果实成熟期(成熟期积累型),如‘郑引82-9’‘大红袍’‘黑布袋’‘红桃’和‘天津水蜜’;另一类种质的花色素苷合成高峰出现在果实发育中期,在成熟期花色素苷含量有所下降(发育中期积累型),如‘哈露红’‘大果黑桃’和‘乌黑鸡肉桃’。在与花色素苷合成相关的结构基因中,Pp CHS和Pp UFGT的表达量与成熟期积累型种质的花色素苷含量的变化趋势一致;而发育中期积累型种质,果肉中花色素苷的大量积累与所有结构基因的表达趋势一致。在4个调控基因中,只有Pp MYB10.1的表达水平较高,且表达模式同红肉桃种质两类花色素苷积累模式相似。【结论】根据桃果肉着色规律和花色素苷积累模式,8份红肉桃可以分为成熟期积累型和发育中期积累型种质。Pp CHS和Pp UFGT是成熟期积累型种质的关键结构基因,而Pp MYB10.1在供试的所有红肉桃种质花色素苷合成中起关键作用。     

红肉李果实中花青苷积累及有关因素分析

红肉李果肉和果皮中富含花青苷色素.关于果实中花青苷合成的研究,国内学者对苹果和葡萄进行了较多探讨,而对于李果实中花青苷的研究报道较少.本研究红肉李果实为试验材料,通过研究果实发育期内花青苷、叶绿素、可溶性糖、酸含量的动态变化,探讨花青苷合成与叶绿素、可溶性糖、酸代谢之间的关系,为果实色泽调控提供理论依据.     

‘美人酥’和‘云红梨1号’红皮砂梨果实的着色生理

【目的】研究两个不同遗传背景的红皮砂梨品种在其着色过程中色素的变化与相关酶活性及糖积累的关系,旨在了解砂梨果实着色的一般规律。【方法】选择两个云南地区主栽的红皮砂梨品种‘美人酥’和‘云红梨1号’,系统研究果实整个生长发育过程果皮中花青苷、叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮、总酚等色素含量和花青苷积累相关的酶活性,以及果肉中糖含量的变化。花青苷含量采用pH示差检测法测定,叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和总酚含量采用比色法测定。苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性采用比色法测定,类黄酮半乳糖苷转移酶(UFGT)活性采用高效液相色谱法测定。糖含量采用高效液相色谱法测定。【结果】在果实整个生长发育过程中,两个品种呈现了相似的生理变化趋势。果实生长前期,果皮中叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和总酚的含量不断上升,几乎没有花青苷的积累;果实生长中后期(花后13周)开始,叶绿素急剧降解,花青苷不断积聚并在成熟时达到最高值。在果实着色始期,PAL和UFGT活性相继达到最高值;之后随着花青苷的快速合成,PAL活性急剧下降,但UFGT活性一直保持在很高的水平。果实整个发育过程中可溶性总糖含量持续上升,其中蔗糖开始有明显积累的时期与花青苷开始大量积累的时期相吻合。【结论】红皮砂梨花青苷的合成积累主要是在果实生长发育后期,伴随着果实的成熟,花青苷含量达最大值。PAL与花青苷合成的启动有关,UFGT与花青苷的积聚密切相关。花青苷的积累伴随着果肉中可溶性总糖的上升。     

砂梨品种‘满天红’及其芽变品系‘奥冠’花青苷合成与相关酶活性研究

【目的】研究红色砂梨花青苷合成与苯丙氨酸解氨酶（PAL）和查尔酮异构酶（CHI）活性的关系。【方法】以红色砂梨‘奥冠’及其亲本‘满天红’为试材,研究果实着色过程中果皮中花青苷含量和PAL、CHI酶活性的变化,以及套袋对花青苷合成和相关酶活性的影响。【结果】在果实着色过程中,‘奥冠’花青苷含量高于‘满天红’,两个品种花青苷变化趋势基本一致,呈现先升高后下降的趋势;两品种PAL活性总体变化趋势基本一致,都呈下降趋势,且‘奥冠’PAL酶活性总体低于‘满天红’;并且,两品种CHI酶活性呈现相似的变化趋势,总体呈上升趋势;同时,‘奥冠’CHI酶活性高于‘满天红’;套袋抑制了‘奥冠’CHI酶的活性,也抑制了花青苷的合成,但对PAL酶活性的影响不明显;解袋后CHI酶活性和花青苷含量迅速上升,均超过了对照。但解袋对‘奥冠’果实PAL酶活性的影响不明显;并且,套袋‘奥冠’花青苷含量在果实成熟时下降。【结论】红色砂梨花青苷含量在果实着色早期上升,接近果实商品成熟期下降。PAL不是红色砂梨花青苷合成的关键酶,CHI与着色期砂梨花青苷含量关系密切。解袋后,‘奥冠’通过提高CHI酶的活性促进花青苷的合成。套袋试验表明：砂梨花青苷果实成熟时的降解不单是由光诱发的。光是花青苷合成的必需因素,同时又促进花青苷的降解。     

基于转录组分析ABA促进葡萄花青苷积累相关基因

【目的】分析参与调控ABA促进葡萄着色的相关基因,探讨ABA促进葡萄果实花青苷积累的分子机制。【方法】以‘红巴拉多’葡萄为试材,在转色前期（约花后6周）使用300 mg∙L^-1 ABA对果穗进行浸果处理,以清水处理为对照。观察表型,并利用超高液相色谱质谱联用仪（UPLC-MS）测定花青苷组分及含量,再利用转录组测序技术从分子水平对ABA促进花青苷积累的机制进行生物信息学分析。【结果】外源ABA处理3 d后,葡萄果实着色明显加深,花青苷种类和含量增多,其中芍药素3-O-葡萄糖苷、锦葵色素3-O-葡萄糖苷两种单体花青苷含量增加最为显著。分析ABA处理18 h和3 d后葡萄果实转录水平的差异,并通过KEGG富集分析发现了11个ABA信号通路基因以及52个与花青苷生物合成和转运相关的基因差异表达,它们均在外源ABA处理后表达上调。通过将差异基因与葡萄转录因子库进行比对,共发现297个转录因子差异表达。进一步分析差异转录因子表达模式,筛选与VvMYBA1表达模式相近的转录因子,发现15个MYB、bHLH、bZIP、NAC、Dof、HD-ZIP等家族的转录因子,其可能参与调控花青苷生物合成。启动子顺式作用元件分析表明,大部分筛选到的差异基因启动子中含有ABRE元件,说明这些差异表达基因的启动子可能为ABA诱导型启动子。对部分候选基因的表达模式进行实时荧光定量（qRT-PCR）分析,证实了RNA-seq的准确性。【结论】ABA促进葡萄花青苷积累涉及11个ABA信号转导、52个花青苷合成和转运相关基因,15个转录因子可能参与调控了这一生物过程。研究结果为揭示ABA促进葡萄花青苷积累的分子机制提供了一定基础。     

新疆红肉苹果转录因子MsMYB10基因的克隆、序列分析及原核表达#br#

【目的】克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana（Dieck）Langenf]MYB10转录因子基因,进行序列分析和原核表达研究,为进一步探索红色发育机理及选育新的栽培红肉苹果奠定理论基础。【方法】根据MdMYB10基因编码区设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得1个约700 bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该基因片段连接到原核表达载体pET-30a（+）中,构建融合表达质粒,转化到E.coli BL21（DE3）中进行表达。【结果】测序结果显示,RT-PCR 获得的cDNA 全长包含完整的cDNA开放读码框732 bp,编码244个氨基酸,命名为MsMYB10。MsMYB10分子量为28.56 kD,等电点为8.41,GenBank登录号为GQ500894。该蛋白具有R2R3MYB结构域,结构域中有保守的色氨酸残基,在C端有1个富含酸性氨基酸的转录激活区。与已知MdMYB10的氨基酸序列的同源性为98%。另外,MsMYB10没有信号肽,具有核定位信号。进化树分析表明,MsMYB10与调控花青苷合成的转录因子MdMYB10亲缘关系最近,处在同一进化枝。SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期蛋白大小一致。【结论】克隆了新疆红肉苹果转录因子MsMYB10基因, 并可在大肠杆菌中转化表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。     

新疆红肉苹果转录因子MsMYB10基因的克隆、序列分析及原核表达

【目的】克隆新疆红肉苹果[Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf]MYB10转录因子基因,进行序列分析和原核表达研究,为进一步探索红色发育机理及选育新的栽培红肉苹果奠定理论基础。【方法】根据MdMYB10基因编码区设计1对特异引物,以新疆红肉苹果叶片总RNA为模板,通过RT-PCR获得1个约700bp的cDNA片段,T/A克隆后进行序列测定,并对该序列进行分析。随后将该基因片段连接到原核表达载体pET-30a(+)中,构建融合表达质粒,转化到E.coli BL21(DE3)中进行表达。【结果】测序结果显示,RT-PCR获得的cDNA全长包含完整的cDNA开放读码框732bp,编码244个氨基酸,命名为MsMYB10。MsMYB10分子量为28.56kD,等电点为8.41,GenBank登录号为GQ500894。该蛋白具有R2R3MYB结构域,结构域中有保守的色氨酸残基,在C端有1个富含酸性氨基酸的转录激活区。与已知MdMYB10的氨基酸序列的同源性为98%。另外,MsMYB10没有信号肽,具有核定位信号。进化树分析表明,MsMYB10与调控花青苷合成的转录因子MdMYB10亲缘关系最近,处在同一进化枝。SDS-PAGE电泳检测结果表明,表达蛋白与预期蛋白大小一致。【结论】克隆了新疆红肉苹果转录因子MsMYB10基因,并可在大肠杆菌中转化表达。为进一步纯化和鉴定目的蛋白及研究其功能奠定了试验基础。     

新疆红肉苹果果实性状及MYB10启动子基因型鉴定分析

【目的】 分析新疆红肉苹果(Malus sieversii f. Neidzwetzkyana (Dieck) Langenf.)的果实特性及MYB10基因的启动子类型,为研究新疆的红肉基因类型及红肉苹果资源的利用研究奠定基础。【方法】 测定果实单果重、纵径、横径等性状指标并观察果肉颜色,设计引物,利用PCR克隆的方法,进行启动子类型检测。【结果】 果肉颜色多为淡红色,丝状或片状分布,HX-1为血红色果肉全红,单果重变异系数较大,最大单果重为124.57 g,果形指数最大值1.01,最小值0.82;可溶性固形物最大值17.36,最小值10.66;果梗粗最大值2.50 mm,最小值1.02 mm;果梗长度最大值34.36 mm,最小值13.48 mm;MYB10启动子类型全部为R₆R₁型。【结论】 29份资源的果实性状的遗传多样性较为丰富,果肉的呈色各有特点,但MYB10启动子类型全部一致为R6R₁型。     

红肉苹果分裂素响应基因MdMYB308的克隆与表达分析

【目的】细胞分裂素是调控植物花青苷合成的重要激素,从新疆红肉苹果杂种一代优系‘紫红3号’中克隆得到分裂素响应基因Md MYB308,研究其在细胞分裂素调控苹果花青苷合成中的作用,为进一步完善红肉苹果育种的理论与技术体系提供参考。【方法】以红肉苹果‘紫红3号’(新疆红肉苹果与‘富士’杂交1代)的红色幼嫩叶片为外植体诱导的红色愈伤组织为试材,设计引物利用PCR克隆Md MYB308,对其进行生物信息学分析;并用不同浓度细胞分裂素处理,采用荧光定量PCR分析Md MYB308及花青苷合成相关基因的表达;通过酵母双杂交试验、荧光双分子互补试验验证Md MYB308与Mdb HLH3的互作关系。【结果】在‘紫红3号’中克隆获得Md MYB308全长,其包含768 bp完整的开放阅读框,编码255个氨基酸,预测其编码蛋白质分子量为28.37 kD,等电点为8.94;系统进化树分析表明,Md MYB308与At MYB4、Fa MYB1、At MYBL2在同一个进化枝上,氨基酸序列比对发现,Md MYB308蛋白存在EAR抑制序列;提高6-BA浓度有利于苹果愈伤组织花青苷的累积,与无细胞分裂素处理相比,1 mg·L~(-1) 6-BA处理愈伤花青苷合成结构基因Md CHS、Md DFR、Md UFGT与转录基因Md MYB10、Mdb HLH3的表达量升高,而Md MYB308表达被抑制;酵母双杂交与荧光双分子互补试验表明,Md MYB308与Mdb HLH3能相互作用。【结论】细胞分裂素(6-BA)可能通过抑制Md MYB308的表达影响Md MYB308与Mdb HLH3的结合从而促进花青苷的累积。     

苹果绵肉与脆肉株系果实质地差异的分子机理

【目的】研究新疆红肉苹果（Malus sieversii脆2号’ f. neidzwetzkyana）与‘富士’苹果品种（M. domestica cv. Fuji）杂交后代绵/脆肉株系果实质地差异的分子机理,旨在为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以新疆红肉苹果杂交后代‘红绵2号’和‘红脆2号’不同发育时期的果实为试材,检测乙烯释放量、果实硬度与脆度以及ACS1等4个乙烯生物合成基因和PG等30个果实软化相关基因的相对表达量,观察其变化。【结果】‘红绵2号’和‘红脆2号’苹果果实发育期间的硬度和脆度均呈下降趋势,但‘红脆2号’各时期果实硬度和脆度均明显高于‘红绵2号’。‘红绵2号’花后120 d乙烯释放速率明显上升,并出现明显的乙烯释放峰;而‘红脆2号’花后120 d乙烯释放速率上升不明显,且无明显的乙烯释放峰。‘红苹果果实各时期的ACS1、ACS3、ACO1和ACO2 4个乙烯生物合成相关基因表达量均明显低于‘红绵2号’;4个乙烯生物合成相关基因的表达模式存在明显差异,其中‘红绵2号’ACS1、ACO1和ACO2三个基因在果实发育后期的表达量均在94%以上,而ACS3a在果实发育前、后期表达量分别占50%,表现为组成型表达。所检测的与果实软化相关的30个基因表达的时间顺序存在明显差异,其中PL、AF1、EG2及XET1等15个基因主要在果实发育前期表达,PG、AF3、XET2、XET10和XET11 5个基因主要在果实发育后期表达,基因表达量均占总表达量的70%以上;除PL和AF1等6个基因外,‘红脆2号’PG等24个基因的总表达量均极显著低于‘红绵2号’。【结论】果实发育后期乙烯释放高峰的到来以及果实发育前、后期不同乙烯生物合成与果实软化相关基因的上调表达,是导致‘红绵2号’果实在采收前就已软化变绵及其与‘红脆2号’质地差异的主要原因。     

紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶基因表达及酶活性与花色苷积累的相关性

 【目的】以块根着色部位和程度不同的2个紫心甘薯品种（系）‘A5’和‘山川紫’,以及白心甘薯品种‘禺北白’为试材,研究了紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）基因表达及其酶活性与花色苷积累的相关性。【方法】对紫心甘薯在不同生长时期各器官（叶、茎、块根）的花色苷含量和DFR的活性进行了测定,对二者之间的变化趋势进行了相关性分析。此外,通过实时荧光定量PCR检测了‘A5’、‘山川紫’和‘禺北白’块根中IbDFR基因的表达量,以及不同发育时期的山川紫块根中IbDFR基因的表达量,并测定了相应的花色苷含量变化。【结果】（1）在同一生长时期的各品种（系）甘薯中,着色程度深的器官,其花色苷的含量较高,DFR活性也较高,不同器官的DFR活性与相应的花色苷含量呈显著线性正相关;（2）在不同的生长时期,3个品种（系）甘薯各器官的花色苷含量与DFR活性的变化趋势相一致,并且呈显著线性正相关;（3）3个品种（系）甘薯中,着色程度深的块根,其花色苷的含量较高,IbDFR基因的表达量也较高;（4）在山川紫块根的3个发育阶段,随着根的膨大,花色苷含量逐渐升高,IbDFR基因的表达量也逐渐增大。【结论】在不同生长时期的甘薯各器官中DFR活性与花色苷含量均呈线性正相关,且紫心甘薯块根中IbDFR基因表达量的变化与其花色苷含量的变化趋势相一致,说明：DFR是紫心甘薯花色苷合成代谢过程中的关键酶;紫心甘薯花色苷是原位合成的。     

钾肥对富士苹果着色的影响及机理

【目的】钾肥过量是目前苹果果皮发黄、着色不良的重要原因。拟通过田间试验,调查不同钾肥用量在氮、磷、钙、镁不同肥料配合下,对苹果果实色泽、养分元素含量及果皮色素的影响。探讨过量钾肥导致富士苹果果皮发黄的作用机制,为有效预防提供理论依据。【方法】供试树为9年生富士,八棱海棠为砧木,单株产量约60 kg。土壤为中性潮土,中等肥力。根据苹果对营养元素的吸收特性及相互作用原理,参考农民施肥习惯和前人研究结果,试验以N-P、N-P-Mg、N-P-Ca 3种肥料配合为基础,与每株0-2 000 g (0、125、250、500、1 000和2 000 g/株）的K2O 配合施用,测定果实着色度、花青素、叶绿素、类胡萝卜素、果实和土壤中的主要矿质元素含量。【结果】在3种肥料配合中,果实着色度均随钾肥用量的增加呈先提高后降低的变化趋势,N-P-Mg配合果实着色度最好,N-P-Ca配合最差;果实着色最好的钾肥用量,N-P、N-P-Ca配合在250 g/株,N-P-Mg配合延迟至1 000 g/株;N-P配合中钾肥用量与果实K含量、土壤残留K含量呈显著正相关,与果实Mg含量呈极显著负相关;N-P-Mg配合中钾肥用量与果实中矿质元素含量相关性均不显著;N-P-Ca配合中钾肥用量与果实中N含量呈极显著负相关,与果实中Fe含量呈显著正相关,果实中N的均值比N-P处理高37.5%;果皮叶绿素含量随钾肥用量的增加,在N-P配合下呈先提高后降低趋势,在N-P-Mg配合下逐渐降低,而在N-P-Ca配合下呈先降低后提高趋势;果皮类胡萝卜素含量随钾肥用量增加,在N-P-Mg配合下呈先降低后提高的变化趋势,与N-P配合基本一致,而在N-P-Ca配合下基本上呈不断提高的趋势。3种配合的果皮类胡萝卜素含量均在钾肥用量最多时,达到最高,但花青素含量却最低,因此导致果皮发黄,着色不好。【结论】富士苹果着色度随钾肥用量的增加呈先提高后降低趋势;过量施钾促进了果实钾的积累,抑制了镁的吸收,导致果皮中花青素含量降低,类胡萝卜素含量提高,使果皮呈黄色着色不良;配施镁肥使果皮着色最好的K2O用量从250 g/株延迟到1 000 g/株,有效减轻了高量钾肥对苹果着色的不良影响;配施钙肥由于增加了果实中N和Fe的含量,使果皮叶绿素含量提高而花青素含量降低,对果实着色有负作用。本研究结果表明果实色泽是N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn几种养分元素共同作用的结果,增施某种养分时,必需注意保持与其它各元素间的平衡。     

荷兰鸢尾‘玉妃’花色变异关键结构基因分析

【目的】花色变异对丰富观赏植物花色具有重要意义,但由于花色变异的不确定性,使其变异机理尚未弄清。荷兰鸢尾是重要球根观赏植物,通过探索荷兰鸢尾蓝紫色野生型‘展翅’及白色突变株‘玉妃’的显色分子机制及色素积累差异,为花色变异机理提供依据。【方法】本研究通过超高效液相色谱-四级杆飞行时间串联质谱联用（UHPLC-QTOF-MS）方法测定荷兰鸢尾2个品种花的花色素苷和黄酮醇的种类及含量。以荷兰鸢尾‘展翅’和‘玉妃’的旗瓣为材料,通过转录组测序,筛选花色素苷合成相关差异基因。以2个品种花发育不同时期为材料,对差异基因进行荧光定量PCR验证。【结果】代谢组分析结果表明,飞燕草素和矢车菊素及其衍生物在蓝紫色花中积累,在白色花中几乎没有积累,而黄酮醇类物质在白色‘玉妃’中含量上升。RNA-seq结果表明,共获得46 485个unigenes,其中27 073个unigenes被公共数据库功能注释,占全部unigenes的58.24%。获得701个差异表达基因,其中485个基因在‘玉妃’中上调表达,216个基因在‘玉妃’中下调表达。花色素苷途径中,2个二氢黄酮醇-4-还原酶（dihydroflavonol 4-reductase,DFR）基因和1个黄酮醇合成酶（flavonol synthase,FLS）基因有差异表达,分别命名为IhDFR1、IhDFR2和IhFLS1。白色‘玉妃’中,IhDFR1和IhDFR2下调表达,IhFLS1上调表达,导致花色素苷含量显著降低和黄酮醇积累,使代谢流由花色素苷转向黄酮醇。3个基因的qRT-PCR结果显示,IhDFR1和 IhDFR2在蓝紫色花中随着花的发育表达量升高,在白色花中均低表达,IhFLS1在白色花中随着花的发育表达量升高,在蓝紫色花中均低表达,与RNA-seq结果保持一致。【结论】白色‘玉妃’中,IhDFR1和IhDFR2的低表达,及IhFLS1的高表达,使花色素苷积累受阻,部分代谢流由花色素苷转向黄酮醇,导致花色由蓝紫变为白色。