花色素苷生物合成与分子调控研究进展

花色素苷是决定植物花色的主要色素,其生物合成是目前研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一。花色素苷的生物合成主要由于F3H,F3'H和F3'5'H三个关键酶的作用形成3个分支,最终分别生成橙色到砖红色的天竺葵素糖苷,红色的矢车菊素糖苷和蓝色到紫色的飞燕草素糖苷,因此, F3'H,F3'5'H和DFR基因是利用遗传转化引入花卉植物原本缺乏的花色代谢途径的关键基因。花色素苷合成结构基因的转录调控是目前研究的热点,对结构基因的转录进行调控的转录因子主要包括两大类相互作用的因子－bHLH和MYB类转录因子,花色素苷合成的转录调控机理的基本模式,包括bHLH和MYB类因子之间的相互作用,以及它们对结构基因顺式元件的识别和结合已经阐述的比较清楚。另外,对于一些处于bHLH和MYB上游的, WD40类因子和光敏色素的研究开启了从信号传导到花色素苷合成的整个调控过程的研究。     

采后处理对荔枝果皮花色素苷含量和花色素苷酶活性的影响

研究了冷藏、ABA、1-MCP、热处理及HCl护色等采后处理对桂味荔枝果皮花色素苷含量和花色素苷酶活性变化的影响。结果表明,与冷藏适温(3℃)相比,0℃下果实遭受了冷害,果皮花色素苷酶活性急剧增强,峰值提前出现,花色素苷含量迅速减少。ABA、1-MCP处理能暂时延缓花色素苷酶活性的上升。热水处理不同程度地诱导了果实花色素苷酶活性的升高,果皮褪色,而适当浓度的酸处理能显著抑制花色素苷酶活性,对果皮具有较好的护色效果。     

pH值和温度对荔枝果皮花色素苷稳定性的影响

 探讨了pH 值和温度对离体荔枝果皮花色素苷颜色及稳定性的影响, 结果表明:随pH 值增加, 荔枝花色素苷由红变褐, 在510 nm波长处的特征吸收峰逐渐消失; pH 值影响花色素的稳定性, 随着pH 值的增加花色素苷降解加快; 荔枝在常温贮藏时, 其果皮pH 值逐渐增加, 因而促使花色素苷迅速变色及降解, 促进果皮迅速褐变; 低温能显著保持花色素苷的稳定性, 有利荔枝保鲜。     

套袋对荔枝果实光照及品质的影响

套袋作为果树栽培技术 ,对改善果实色泽具有显著效果 ,套袋在苹果〔1— 2〕、梨〔3— 4〕、葡萄〔5〕、桃〔6〕、石榴〔7〕等果树上应用较多 ,龙眼 〔8〕、沙田柚〔9〕也开始应用 ,荔枝尚少见报道 ,本试验对比研究了 6种套袋材料对荔枝品种妃子笑的影响 ,以期能提出促进荔枝果实着色、提高荔枝品质的套袋材料及套袋技术。1　材料和方法　　试验于 1997— 1998年在广东省东莞市大朗镇广东省荔枝科普基地进行 ,供试品种为 7～ 8年生的妃子笑 ,砧木为淮枝 ,供试果园为矮化园 ,行株距 3m×2 m,树势中等。套袋处理共 6个 ,即硫酸纸袋、无纺布袋、…     

‘妃子笑’荔枝果实着色不良原因的研究

 以着色不良的‘妃子笑’和着色良好的‘糯米糍’两个荔枝品种为试材, 对比研究了果实成熟和着色的进程、果皮中色素组成、叶绿体的形态结构以及套袋处理对着色的效应。试验结果表明, 妃子笑果实着色不良的主要原因为果皮中的高叶绿素含量。高叶绿素含量一方面加重了果面的底色, 遮掩了花青苷色泽的显现; 另一方面阻延了花青苷的合成, 从而使着色落后于假种皮内的糖积累。当妃子笑假种皮中的含糖量达到最高时, 果实着色面积尚不及18 %。若延迟采收, 着色面积虽然能继续增加, 但果肉含糖量减少, 即所谓“退糖”现象。为了保证妃子笑的食用品质, 生产上常不得不在着色尚差时采收, 牺牲了商品的外观质量。用无纺布套袋能有效地降低叶绿素的含量, 使果面的红色色泽更艳。     

李果实花色素苷提取工艺研究

以胭脂李为原料,选取乙醇浓度、盐酸浓度、提取时间、料液比、提取温度5个因素,在单因素基础上采用正交试验方法优化李果实花色素苷提取工艺。结果表明:5个因素对浸提效果的影响大小依次为乙醇浓度提取温度盐酸浓度料液比提取时间,李果实花色素苷的优化工艺条件为:乙醇浓度30%、盐酸浓度0.5%、提取时间70 min、料液比1∶10、提取温度60℃,在此条件下提取的花色素苷的含量为(43.66±4.53)mg·(100 g)-1。该优化工艺条件稳定、合理,可作为李果实花色素苷提取的有效手段。     

ABA 和乙烯对荔枝果实成熟和着色的调控

 荔枝果实幼果期ABA 含量很高, 之后下降, 在转红前1 周急剧上升, 形成一个峰值。果皮、果肉乙烯释放量的变化与ABA 相似, 但其跃变发生在ABA 之后, 且跃变较小。伴随着乙烯的跃变, 有一个糖代谢和转化酶活性的跃变。于转熟前用STS 处理荔枝果实, 导致果实转色和成熟延迟。果实发育后期, ABA 急剧增加可能诱导了乙烯的合成, 乙烯启动果实成熟, 果皮转红着色。     

不同颜色果袋对李果实着色及花色素苷合成的影响因素分析

以大石早生李为试材,研究了不同颜色的果袋对李(Prunus salicina Lindl.)果实外观色泽、花色素苷含量的影响,并探讨了果实中糖酸含量、PAL(苯丙氨酸氨解酶)和UFGT(类黄酮葡糖苷转移酶)酶活性与花色素苷合成的关系。结果表明,果袋的透光率与果皮外观色泽有密切关系,透光率越高,a*越大,果皮颜色越红。白色果袋与对照、红袋与黄袋果实外观无显著差异,白袋与红袋,黑袋(完全不透光)与黄袋,红袋与黄袋处理之间的果实外观色泽存在显著差异。果实成熟时果皮中花色素苷含量与纸袋的透光率呈正比,波长580nm以上橙、红光的透光率与果皮中花色素苷含量相关系数r>0.99。在不同颜色果袋影响果实成熟时果皮的糖酸积累方面:不同颜色果袋对果肉中糖酸含量无显著影响,果皮的糖含量与花色素苷含量亦无显著相关性,但成熟时果皮中酸含量与花色素苷含量呈显著正相关(r=0.9815*)。不同颜色果袋影响PAL、UFGT酶活性,果实成熟时不同果袋PAL酶活性与花色素苷含量相关性显著(r=0.9613*),UFGT酶活性与花色素苷含量相关性显著(r=0.9365*)。     

温度对李果实采后花色素苷合成的影响

 研究了不同温度下‘大石早生’和‘紫琥珀’两个李品种果实采后色素形成及相关指标的变化。结果表明, 两个李品种采后果面颜色变化与温度密切有关。果实处于0℃下, 花色素苷含量增加缓慢,20℃下增加迅速。大石早生果皮中花青苷- 3 - 葡萄糖苷含量在采后10 d中一直呈增加趋势, 花青苷- 3 -芸香糖苷含量在前6 d增加迅速, 8 d达高峰, 而后下降。紫琥珀果皮中以花青苷- 3 - 葡萄糖苷为主, 在20℃条件下4～8 d为迅速增加期, 8 d后略下降, 而花青苷- 3 - 芸香糖苷含量低且变幅小。在0℃时, 果肉中糖、酸及pH值变化不大; 而20℃下果肉中酸含量明显下降, pH值上升, 总糖含量明显下降。这些变化与花青苷合成有一定关系。     

欧洲葡萄VvMYB6正向调控花青素合成

从欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’中克隆到1个MYB转录因子基因VvMYB6。VvMYB6蛋白定位在细胞核,其N端包含1个保守的R2R3结构域。在葡萄中,VvMYB6主要在在根、花器官及果实发育早期表达。在烟草中异位表达VvMYB6,显著促进花瓣和雄蕊中花青素的积累;代谢组分析发现,相比野生型,转基因植株花中累积高含量的飞燕草色素和矢车菊色素。转基因烟草植株中查尔酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮4–还原酶(DFR)、花青素合酶(ANS)和UDP葡萄糖–类黄酮–O–葡萄糖基转移酶(UFGT)基因表达显著上调。结果表明VvMYB6正向调控花青素合成。     

MdMYB1转录因子调控红星苹果果实着色的计算机模拟分析及表达验证

 从‘红星’苹果(Malus domestica‘Delicious’) 果实中克隆获得了MdMYB1基因, 通过生物信息学分析( in silico analysis) 和活体细胞融合蛋白荧光观察, 确定其编码蛋白定位于细胞核。同时, 克隆了MdDFR和MdUFGT基因的启动子, 模拟分析表明2个基因的启动子序列中含有MYB结合的顺式作用元件。为了探讨MdMYB1转录因子是否调控MdDFR和MdUFGT基因的表达, 对不同光照条件下果皮花青素含量和基因表达进行了检测, 结果表明光照能够诱导花青素积累, 并迅速启动3个基因表达, 且3个基因表现出高度相似的表达模式, 表明MdMYB1转录因子可能直接调控MdDFR和MdUFGT基因的表达。     

‘白核’龙眼种子败育不同时期差异蛋白分析

 以‘白核’龙眼种子为试验材料, 比较两种蛋白质的提取方法, 确定了酚抽法提取龙眼种子蛋白。应用蛋白质组学研究技术, 分析了龙眼种子败育4个不同时期的蛋白质组变化, 共发现21个差异蛋白, 其中9个上调表达, 12个下调表达。通过MALD I/TOF /TOF2MS/MS质谱分析和蛋白质数据库检索, 共鉴定出12个差异蛋白, 分别为胞质苹果酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、磷酸甘油酸变位酶、RuBisCO大亚基结合蛋白α、β亚基、17 kD HSP、抗坏血酸过氧化物酶、胞质抗坏血酸过氧化物酶、半胱氨酸蛋白酶、Desication-related protein以及两个未知蛋白。这些鉴定出的差异蛋白质与能量和物质代谢、分子伴侣功能、自由基清除和抗氧化作用、细胞凋亡等生理过程密切相关, 可能参与了龙眼种子败育过程。     

花青苷生物合成转录调控研究进展

 花青苷生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,而结构基因的表达受MYB、bHLH 和WD40 这3 类转录因子组成的MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体的协同调控。花青苷合成的转 录调控研究最先在30 多年前见于玉米、拟南芥和矮牵牛等模式植物,近年来在肉质果实上也取得了重要 进展。在介绍果实花青苷的种类、分布与功能的基础上,回顾了MYB、bHLH、WD40 这3 类转录因子 的基本特性及其在花青苷合成调控中的作用,进而就MBW 转录复合体协同调控果实花青苷生物合成的 机制研究的近年进展进行了综述。     

荔枝能荷水平及能量相关基因表达与采后褐变关系的研究

为了揭示荔枝果实采后能量调控规律及其与衰老的关系,以‘南岛无核’荔枝果实为材料,研究自然能荷水平（清水浸泡30 min,25 ℃贮藏,对照）;低能荷水平（2,4–二硝基苯酚,即DNP浸泡30 min,25 ℃贮藏）;较高能荷水平（5 ℃低温贮藏）等3种能荷水平状态下果皮衰老变化与能量、能量相关（生成、转运、耗散）基因表达的关系。结果表明：与对照相比,DNP处理（低能荷水平）明显促进了荔枝果实衰老,5 ℃低温贮藏（高能荷水平）果实衰老缓慢。DNP处理,LcAOX1在6 h表达量上调,果实在24 h开始大量褐变,LcUCP1的表达受到明显抑制,LcSnRK2的表达水平上调时间提前,表达水平提高。在荔枝果实贮藏后期,对照和DNP处理,果实能荷水平较低,果实衰老严重时,LcAAC1、LcAOX1、LcUCP1表达水平也出现下降。5 ℃低温贮藏,LcAAC1、LcAOX1、LcUCP1和LcSnRK2的表达量均保持在较低水平。荔枝果实采后能荷水平下降是导致果实快速衰老的重要因素之一,LcSnRK2和LcAAC1是荔枝果皮能量变化的敏感基因,对能量匮乏反应快,能荷水平下降可诱导LcSnRK2和LcAAC1表达上调。LcAOX1和LcUCP1表达量上调与荔枝果实衰老同步,它们的表达水平提高可以作为荔枝果实采后开始走向衰老的参考标志。     

4个优质荔枝品种生长规律及果实性状比较分析

对‘荷花大红荔’、‘脆肉荔’、‘粤引无核荔’及‘竹山六号’等4个荔枝品种定植后5年的树体生长规律进行研究,并对其果实性状进行比较分析。结果表明,4个荔枝品种的树高、冠幅和地径增长均呈较好的一致性,且‘荷花大红荔’的生长速度显著快于其他3个品种。‘荷花大红荔’属于大果型荔枝品种;‘粤引无核荔’为典型无核型荔枝品种;‘脆肉荔’果实含有较高的可溶性固形物和具有较高的焦核率。     

采前除袋铺设反光膜对桃果实着色及相关基因#br# 表达的影响

 为探讨采前铺设反光膜对桃果实外观品质的影响及着色机制,以容易着色的晚熟桃品种‘霞 晖8 号’为试材,采收前12 d 除去外黄内黑双层袋,研究了不套袋不铺反光膜、除袋不铺反光膜和除袋 铺反光膜对果皮色泽、色素含量以及与果实着色相关的酶及其基因表达的影响。结果表明：除袋不铺反 光膜和除袋铺反光膜均能显著提高果实红绿色差值（a*）、红绿色差/黄蓝色差值（a*/b*）、色饱和度（C） 和果皮花色素苷含量,降低色调角（h）,除袋铺反光膜较除袋不铺反光膜处理花色素苷含量更高（P < 0.05）; 花色素苷合成相关基因UFGT 和CHS 在试验之初即上调表达,而DFR、LDOX 和F3H 则随试验的进行而 上调表达。此外,不套袋不铺反光膜处理的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性逐渐降低,而其他两个处理呈先 升高后下降趋势,且采前除袋铺反光膜较除袋不铺反光膜的处理活性更高。据此推测,除袋不铺反光膜 和除袋铺反光膜条件下果皮花色素苷的合成是多个基因协同调控作用的结果,尤以除袋铺反光膜处理促 进花色素苷积累的效果更明显。     

5–氨基乙酰丙酸促进桃果皮提前着色机制研究

 在‘早白花’桃果实着色前,用300、100和50 mg · L^-1的5–氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,ALA）溶液涂布果实。结果表明：ALA处理可促进果皮提前着色,促使果实提前成熟,且以300 mg · L^-1效果最为明显,比对照早约5 d。ALA处理还显著促进了UFGT、DFR、LDOX和CHS的提前表达,并且基因表达水平与花色素苷的积累趋势具有很好的一致性。据此推测ALA可能参与了桃果实成熟以及花色素苷合成的调控,对果皮花色素苷提前合成具有促进作用。     

菊花花青素苷合成关键基因表达与花色表型的关系

 以切花菊（Chrysanthemum × morifolium Ramat.）粉色花品种‘日切桃红’（‘DF-3’）和其白色花突变体（‘MD’）的舌状小花为材料,研究花青素苷生物合成途径6个结构基因和3个调节基因表达对花色表型的影响。HPLC分析结果发现,‘DF-3’舌状花中含有2种矢车菊素苷衍生物cyanidin 3-O- （6"-O-monomalonyl-beta-glucopyranoside）和cyanidin 3-O-（3",6"-O-dimalonyl-beta-glucopyranoside）,而‘MD’舌状花中不含花青素苷。半定量RT-PCR分析结果显示,在‘DF-3’中结构基因CHI、F3H、F3′H的表达模式相似,在LⅠ期（花蕾直径 < 0.5 cm）均已有表达,表达量随着花序发育上升,在HⅡ期（外层舌状花直立,未展开）达到高峰,随后逐渐下降;结构基因CHS、DFR和ANS在蕾期表达弱,在HⅡ期表达量达到高峰,随后逐渐下降;且DFR和ANS只在舌状花中表达。调节基因WD40和bHLH均先于结构基因在LⅢ时期（外层1 ~ 2轮舌状花展开）即有强烈表达;MYB在蕾期无表达,在HⅠ期才开始表达,在HⅢ期达到表达高峰。突变体中结构基因和调节基因在各发育阶段的表达量均比野生型下调,其中F3H和ANS表达极弱,DFR始终没有检测到表达信号,调节基因MYB和WD40的表达量下调,bHLH的表达量非常微弱。这些结果表明,菊花舌状花中矢车菊素苷的积累是CHS、CHI、F3H、F3′H、DFR和ANS等关键结构基因共同表达的结果,突变体中调节基因MYB和bHLH的表达下调可能与其白花形成有密切关系。     

转录因子调控果实成熟和衰老机制研究进展

重点综述近年来关于果实成熟和衰老相关转录因子及其调控机制的研究进展,为进一步阐明果实成熟和衰老的转录调控网络提供参考。