与紫色大白菜花青苷合成相关的基因

紫色大白菜含有花青素,是大白菜球色育种的选育目标之一。花青素常结合一个或多个糖苷形成花青苷。花青苷是黄酮类次生代谢产物,能引起植物的叶片、薹叶和根茎等呈现紫色、红色和蓝色等颜色。花青素是最强效的自由基清除剂,具有吸引昆虫传粉、抵御紫外线伤害等生理功能和抗氧化衰老、抗癌等保健功能。目前,紫色大白菜可追述到的来源主要有4种:紫红色芥菜、紫色小白菜、紫菜薹和紫红色芜菁。近年来,紫色大白菜新品种因其色泽艳丽、风味独特和花青苷等日益受到消费者喜爱。与大白菜花青苷合成相关基因等内容是重要的研究热点。本文结合最新研究进展,全面综述了大白菜紫色基因的来源、遗传特性、染色体定位、克隆、功能分析及与花青苷合成相关的基因表达等有关内容,为进一步开展控制不同来源的紫色大白菜花青苷合成基因的克隆和功能分析等提供参考。     

石榴果实花青苷差异性分析

为了探讨石榴果实中花青苷的种类及果皮和果肉间的差异,采用高效液相色谱-光电二极管阵列检测器联用技术(HPLC-PAD)和高效液相色谱-电喷雾离子化-多级质谱联用技术(HPLC-ESI-MSn),进行花青苷的定性及定量分析。结果发现,从11份不同产地观赏或食用石榴的果皮和果肉中,在525 nm共检测出10种花青苷成分,其中飞燕草素3-戊糖苷(Dp-3-pentoside)和芍药花素3-己糖苷(Pn-3-hexoside)首次从石榴果实中检测到。果皮和果肉中总花青苷含量无相关性,且种类也不完全相同。从检测的几种材料中发现,观赏石榴果皮中花青苷含量高于果肉,而食用品种果肉中的含量高于果皮。     

富士苹果果实中突触小泡蛋白基因(MdVAMP)的克隆及其表达

花青素是植物中最广泛存在的次生代谢物之一,是不同颜色花和果实色泽的关键色素。花青苷通常在细胞质中合成,于液泡中积累。虽然花青苷的生物合成途径已被深入研究,但它们从细胞质到液泡的转运以及显示红色的机制仍然不清楚。本试验通过RACE技术成功克隆出富士苹果及其芽变中MdVAMP cDNA序列的总长度。该基因cDNA序列全长994 bp,具有660 bp的开放阅读框(ORF),编码219个氨基酸。同源性分析表明,MdVAMP基因与沙梨同源性最高。定量PCR结果表明,MdVAMP基因在‘长富2’苹果及芽变果实摘袋后表达趋势与其花青苷含量变化相一致,芽变果实中MdVAMP基因表达量和花青苷含量均显著高于‘长富2’苹果。进一步在不同富士品种中研究发现,MdVAMP基因表达水平与花青苷含量密切相关。亚细胞定位结果显示MdVAMP主要定位于细胞质。该研究表明,MdVAMP基因可能参与了花青苷的转运和积累,这为进一步研究苹果果皮着色和花青苷转运提供了一定的科学基础。     

‘胎里红’枣果皮花青素合成酶ZjANS基因克隆及表达分析

为了研究枣果实发育过程中花青苷的积累和相关基因的表达模式,以紫色枣品种‘胎里红’为研究材料,利用枣基因组数据克隆获得两条ANS基因全长序列,将其命名为ZjANS1和ZjANS2。其开放阅读框分别为888和648 bp,分别编码295和215个氨基酸。蛋白多序列比对和进化树分析表明,ZjANS1和ZjANS2具有典型的2OG-Fe(II)-Oxy保守结构域。蛋白互作预测发现,含有LDOX/ANS结构域的蛋白主要与MYB113及DFR、UF3GT、F3H、TT8等存在互作关系。ZjANS1和ZjANS2与甜橙CsANS蛋白序列聚为一支,亲缘关系较近。亚细胞定位分析发现,ZjANS1和ZjANS2的功能结构域均定位在内质网上。RT-qPCR结果表明,ZjANS1和ZjANS2在不同组织中均有表达,但表达存在差异。ZjANS1在茎、芽和幼果中表达量较高,在成熟叶中最低,而ZjANS2在茎中表达量相对较高,在其他组织中较低。花青苷含量测定结果表明‘,胎里红’果实发育前期总花青苷和各花青苷组分的含量较高,后期花青苷含量较少。此外,将花青苷合成相关结构基因表达模式和与总花青苷含量进行关联分析,结果表...     

不同发育期石榴果实果汁中花青苷含量及品质指标的变化

以10个石榴品种为试材,研究其不同发育期果实果汁中花青苷含量及品质指标的变化,结果表明：随着天数和果汁颜色的增加,石榴汁中花青苷含量、百粒重、可溶性固形物含量和出汁率均在10月5日时达到最高;大青皮酸果汁中花青苷含量最高,三白最低,不同石榴品种中的花青苷含量差异性均显著;不同石榴果实百粒重之间均成极显著差异,大马牙甜百粒重和出汁率均最高,与其它品种差异性显著;大青皮酸果实中可溶性固形物含量最高(17.1%),与其它品种均成显著性差异。     

红叶山茶(Camellia japonica)叶片色素含量与叶色参数的相关性分析

以3个红叶山茶品种‘红叶黑魔法’、‘黑魔法’和‘黑蛋石’为试验材料,分别测定叶片不同发育阶段叶绿素、类胡萝卜素、总花青苷含量及叶色参数L~*、a~*、b~*值,并通过相关性分析探讨叶色参数与叶片色素含量变化之间的关系。结果表明,首先,3个不同发育阶段叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量呈上升趋势,不同品种同一发育阶段的色素含量相近。‘红叶黑魔法’和‘黑蛋石’叶片总花青苷含量在新叶展开10 d左右达到最大值,此后极显著下降,而‘黑魔法’叶片的花青苷含量则变化不大。其次,从色素比值来看,在新叶展开10 d时,花青苷的所占比值最大,‘红叶黑魔法’和‘黑蛋石’的花青苷比值分别达到87.88%和79.08%,极显著地高于叶绿素所占比值。到50 d时,花青苷比值下降至31.74%和23.68%,且3个品种花青苷含量相近,而叶绿素和类胡萝卜素比例则显著增加,这一结果较好地解释了这3个品种叶片的呈色变化,说明花青苷含量及其各种色素含量的比例变化是导致红叶山茶叶色变化的主要原因。最后,3个品种的a*值均与花青苷含量呈显著正相关,而与叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素呈负相关,a~*值可作为描述红叶山茶品种叶色变化的代表性参数。     

茄子花青素研究进展

花青素属于类黄酮次级代谢物,是植物体内的第二大色素,影响着果实的呈色。花青素在植物防御方面也发挥重要作用,被用于抗氧化、抗衰老及预防心血管疾病等方面。茄子是少有的紫色蔬菜之一,其果皮中花青素含量高,研究表明,茄子中的花青苷抗氧化能力很强且结构很稳定。有关茄子花青素的研究远远落后于模式植物,但其对于茄子种质的创新利用具有重要的意义。本综述概述了模式植物中已研究比较清楚的花青素结构及其生物合成途径、茄子花青素合成代谢相关基因、茄子花青素合成的影响因素及其在生产上的应用,为进一步研究和利用茄子花青素提供参考。     

绿豆几个表型性状的遗传特性分析

种皮色泽和花青甙显色是绿豆(Vigna radiata)的重要性状,可在纯度鉴定、辅助选择育种等研究中发挥作用。本研究以绿豆核心种质种皮色泽、花青甙显色性状分析为基础,配制杂交组合,根据不同世代的表型调查,探讨绿豆种皮颜色、光泽和花青甙显色等性状的遗传特征。结果表明,绿种皮对黄种皮为单基因控制,绿色为显性;黑种皮对绿种皮为单基因控制,黑色为显性。绿豆种皮光泽不符合简单性状的遗传规律,且不同组合间后代的表型分布存在差异。绿豆种皮色与光泽间并无连锁关系。植株各部位的花青甙显色对不显色为显性,均符合简单单基因的分离规律。进一步分析表明,不同部位花青甙显色的相关性不一致,其中控制幼茎色基因与控制复叶基部花青甙显色基因紧密连锁在一起,或为一个基因,而控制龙骨瓣花青甙显色的基因与其他相关基因的遗传连锁程度最低。本文对绿豆种皮相关性状及植株花青甙显色性状的遗传分析将为这些性状的育种利用及深入研究奠定基础。     

光对红肉桃果肉红色形成的影响

为探讨光照是否影响红肉桃果实果肉着色,以青岛市地方红肉桃品种“大把撸”为材料,研究了不同套袋处理对着色后红肉桃果肉糖酸及色素尤其是花青苷含量变化的影响。结果表明：套袋明显抑制了果肉红色的形成;果实摘袋见光后花青苷合成能力得到恢复;套袋也降低了红肉桃果肉可滴定酸、可溶性糖、叶绿素和类胡萝卜素含量,由此证明红肉桃果实果肉红色形成在很大程度上受光照影响。     

苹果梨bHLH130基因的克隆与生物信息学分析

苹果梨套袋处理可使果实着红色,红皮梨色泽鲜艳,受到消费者及育种家的青睐,具有较高的商品价值。植物中b HLH是参与调控花青苷合成的转录因子,b HLH能够单独或与其它结构基因、调节基因作用进而促进花青苷的积累。通过前期转录组测序发现,影响花青苷的b HLH转录因子中b HLH130在不同时期表达具有差异。本试验成功克隆了b HLH转录因子家族中b HLH130基因。结果表明,b HLH130基因其全长为1 305 bp,编码434个氨基酸,理论等电点(p I)为7.00,为不稳定蛋白,含有HLH结构域。系统发育树显示,Pbb HLH130基因与梨、苹果亲缘关系最近。本试验结果为今后探究并验证b HLH130与花青苷之间的联系提供数据参考。     

新型紫色大白菜15NG28后代的鉴别及其转录组分析

为拓宽新的紫色材料资源,选育出属于中国的紫色大白菜品种,以新型紫色材料15NG28及其杂交F1、回交一代BC1F1、自交后代等为材料,研究其植物学性状、叶片的花青苷分布、基因组倍性和染色体数、基于转录组测序的差异表达基因等。结果表明,紫色材料15NG28与大白菜可以进行常规杂交,并获得F1种子,F1植株叶片颜色表现为紫色和绿色2类。在幼苗期和成株期,15NG28与紫色F1植株子叶和真叶的正反面、叶脉均表现为紫色,紫色F1叶柄正反面也表现为深紫色,但15NG28叶柄的正面为紫色,反面为绿色。同时,F1植株的基因组倍性和染色体数也不同,倍性表现为3n、4n和6n等,染色体数为24,28,36条等。其中16M-170-21叶片性状偏向于芥菜型,自交结实性好,自交后代植株表现出差异明显的性状,而16M-170-22叶片性状偏向于白菜型,在其BC1F1中31株全部表现为白菜性状,紫色与绿色植株的分离比例为14∶17,且14株紫色植株的自交结实性状好。紫色与绿色植株转录组测序结果表明,紫色植株的类黄酮、黄酮、黄酮醇和花青素合成途径的12个基因表达量均明显上调,其中2个结构基因无色花青素双加氧酶Bra013652(LDOX)和二氢黄酮醇还原酶Bra027457(DFR)表达量在紫色植株中最高,该结论不同于在紫色白菜中已报道的R2R3-MYB转录因子c3563g1i2。因此,初步认为15NG28及其后代可能为新的紫色大白菜资源,15NG28可能来源于芥菜。     

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。     

秋季不同色泽五叶地锦叶片生理生化特性的研究

为明确秋季不同叶色五叶地锦叶片的生理差异,以秋季同一植株上红色、中间色、绿色三种颜色的五叶地锦叶片为试材,测定了叶片中色素物质含量、酶活性以及叶片可溶性内含物的含量,结果表明:在红色叶片中,叶绿素含量较低,PAL、POD酶活性较高,花青素苷/叶绿素的比值较大,从而使R/G的值增大,叶色显现红色;而在绿色叶片中,叶绿素含量较高,PAL、POD酶活性较小,花青紊苷/叶绿素的比值较低,R/G的值降低,叶片显现绿色.通过可溶性内含物测定可知,在红色叶片中的可溶性糖和蛋白质含量相对较高,与花青素苷/叶绿素的比值达到显著相关水平,表明这些内含物的积累有利于花色素苷的合成.     

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。     

彩色马铃薯花青苷研究进展

彩色马铃薯含有丰富的花青苷,具有一定的保健功能。主要介绍了花青苷的生理功能,分析了彩色马铃薯中花青苷的提取、纯化技术及其分子结构,总结了花青苷定性分析方法及检测技术。     

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。     

费乌瑞它马铃薯冬春稻田免耕栽培技术

费乌瑞它马玲薯为荷兰品种,早熟,生育期60余天。株高60厘米左右,株形直立,分枝少,茎紫褐色,复叶大,叶绿色,生长势强。花冠蓝紫色,花药橙黄色,花粉多,易自然结果。块茎长椭圆形,皮色淡黄,肉色深黄,表皮光滑,芽眼少而浅。     

茄子果色相关阿罗酸脱水酶基因的鉴定与表达分析

花青苷合成是植物苯丙烷类代谢途径的重要部分,苯丙烷代谢的前体物质苯丙氨酸合成最后一步反应的阿罗酸脱水酶(arogenate dehydratase, ADT)被认为是影响苯丙氨酸可用率的关键酶。本研究根据茄子基因组数据库基因注释检索ADT基因,并将茄子ADT基因氨基酸序列和拟南芥ADT基因编码的氨基酸序列进行同源比对、进化树分析;然后选取了6种不同果皮颜色的茄子自交系为试材,利用qPCR技术分析了ADT基因家族各成员在不同茄子果皮中的表达模式。结果表明,在茄子全基因组水平上鉴定到5个ADT基因,除SmADT3外,其余4个ADT基因编码的氨基酸序列高度保守。进化树分析表明,茄子SmADT2和SmADT5聚为1类,SmADT1和SmADT4聚为1类;其次,茄子SmADT1和拟南芥AtADT1高度同源,茄子SmADT4和拟南芥AtADT2高度同源。基因表达分析发现5个茄子SmADT基因在6种不同颜色果皮中均有表达,其中紫色品种中的表达量和花青苷合成关键酶基因SmANS、SmF3’5’H、SmDFR的表达趋势相同。相关性分析表明仅有SmADT2基因的表达量和6种茄子的果皮花青苷相对含量呈正相关...     

‘台农’、‘红芒’芒果果皮和果肉原花青素含量差异及其生物学活性评价

为了充分利用芒果资源,明确‘台农’、‘红贵妃’芒果果皮和果肉的原花青素含量及其抗氧化活性和乙酰胆碱酯酶抑制活性,以成熟期‘台农’、‘红贵妃’芒果果皮和果肉为实验材料,用甲醇提取原花青素,盐酸-香草醛法测定其含量。通过羟自由基(·OH)、DPPH自由基、ABTS自由基清除率测定其抗氧化活性,Ellman法确定其乙酰胆碱酯酶抑制活性。结果表明:‘台农’和‘红贵妃’芒果果皮中原花青素含量差异显著,‘红贵妃’果皮原花青素显著高于‘台农’果皮原花青素。同一品种中,果皮原花青素含量显著高于果肉原花青素。‘台农’果皮和果肉中的原花青素对·OH、DPPH自由基和ABTS+·等自由基的清除能力很强,且显著高于‘红贵妃’果皮和果肉中原花青素的自由基清除能力。但是‘台农’、‘红贵妃’果皮和果肉中的原花青素对乙酰胆碱酯酶均具有很强的抑制活性。研究结果表明不同芒果品种原花青素含量差异显著,抗氧化能力也不同,但是均具有良好的乙酰胆碱酯酶抑制活性。本研究为进一步探讨不同品种芒果原花青素生物学活性及其作用机理奠定了基础。     

红掌AaMYB1的表达特征及其在烟草中的过表达

R2R3-MYB转录因子在观赏植物花青素着色中具有关键性的调控作用。为了进一步明确红掌AaMYB1调控花青素合成的功能,本研究采用序列分析、表达特征分析以及在烟草中异源过表达等方法,对AaMYB1进行了功能分析。结果表明,AaMYB1与单子叶植物中调控花青素合成的R2R3-MYB同源性较高。在品种‘Tropical’中,AaMYB1主要在红掌佛焰苞中表达,各组织中的表达量与花青素苷积累密切相关,但在不同品种不同颜色佛焰苞中的表达与花青素苷积累无相关性。单独过表达AaMYB1的T1代烟草花冠檐部因大量积累花青素苷而使颜色变深,且烟草中花青素苷合成途径上的关键酶基因NtDFR和NtANS以及烟草内源调控花青素苷合成的R2R3-MYB基因NtAn2的表达量得到大幅度上调。以上结果进一步明确了AaMYB1具有调控花青素苷合成的功能。