不同种皮颜色花生品种花青素合成相关基因的克隆及序列差异分析

花生品种种皮颜色相当丰富,种皮颜色的着色深浅与种皮花青素积累的多少有直接关系。为了探讨花生种皮颜色差异形成的分子基础,本研究采用RACE方法,首次克隆4种不同颜色花生品种花青素合成相关基因的全长,并比较全长c DNA序列的差异。结果表明:除苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)外,查耳酮合成酶基因(CHS)、查耳酮异构酶基因(CHI)、二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)、类黄酮-3’羟化酶基因(F3′H)、花色苷合成酶基因(ANS)、类黄酮3-O-糖基转移酶基因(3GT)等6个花青素合成相关基因的序列在4个花生品种中均存在氨基酸替换的现象。其中CHS,CHI,DFR,F3′H,ANS和3GT基因在4个不同种皮颜色花生品种中分别存在8,1,1,12,1和9个氨基酸位点的差异,且这些差异位点均未发生在保守位点。以上基因的结构差异是否与花生种皮颜色差异相关还有待进一步探讨。      

大豆Glyma.18G261700基因生物学分析及功能初探

MYB是参与花青素合成的重要调控基因,数量众多且功能多样。为分析大豆中与花生黑色种皮调控基因AhTc1(MYB家族)同源基因的功能,本研究根据AhTc1基因序列信息,同源克隆大豆MYB家族基因Glyma.18G261700,对其进行生物信息学分析,并检测不同种皮颜色大豆苗期不同部位花青素和基因表达量。结果显示：Glyma.18G261700全长1 572 bp,编码189个氨基酸,属于R2R3型MYB。AhTc1编码的蛋白为疏水性蛋白,而Glyma.18G261700与之不同,编码的蛋白为亲水性蛋白。三级结构中Glyma.18G261700与AhTc1尾部有所区别,在调控种皮颜色中可能具有不同功能。不同种皮颜色大豆幼苗根部花青素含量较低,而Glyma.18G261700基因的表达量较高,表明在大豆幼苗期该基因的大量表达可能抑制根部花青素的合成,但对种皮颜色的调控还需进一步探索。     

黑花生种皮花色苷组成成分的UPLC/Q-TOF分析研究

应用UPLC/Q-TOF技术对黑花生种皮中的花色苷进行分离鉴定。黑花生种皮花色苷用90%甲醇水溶液(含0.5%甲酸)超声波提取,SPE C18柱净化,Q-TOF全扫描和MS/MS扫描鉴定花色苷的种类。结果表明,黑花生种皮颜色主要由矢车菊素—接骨木二糖苷、飞燕草色素—己糖苷等7种花色苷组成。本研究结果对于揭示黑花生种皮花色苷生物活性的物质基础和作用机制有重要意义,同时为开发富含花色苷的花生品种,提高花生的营养品质和保健功能提供理论依据。     

花生种皮颜色智能识别模型的建立与应用

为解决花生群体种皮颜色快速鉴定难题,建立一种准确、简便和经济的种皮颜色识别标准,采用阿里云智能云计算平台颜色识别系统,测定黑、紫、粉、白等不同种皮颜色花生的HSV颜色空间(Hue,Saturation,Value col?or mode)数据,同时结合花生种皮花青素含量数据,构建花生种皮颜色指数(p)与种皮花青素含量(...     

马铃薯花色苷生物合成与调控研究进展

花色苷是植物中一类由花青素与单糖结合形成糖苷类物质,因其抗氧化功能而具有较高的营养保健价值。马铃薯花色苷在薯皮、薯肉、匍匐茎、花、根、茎、叶中均有分布,主要存在于细胞的液泡中。研究表明,不同品种马铃薯块茎中花青素种类和含量存在差异,主要有6种:天竺葵素、矢车菊素、芍药色素、飞燕草素、锦葵色素和矮牵牛素。目前,花色苷合成途径已经清楚,其中涉及两类基因:一类是结构基因,其编码生物合成途径中所需的酶;另一类是调节基因,其编码的转录因子调控结构基因表达的强度和程度,影响花色苷的时空积累。该综述对马铃薯花色苷生物合成、相关基因克隆、功能及其应用研究进行详细介绍,并对彩色薯的育种研究提出了可行性建议。     

不同颜色糯玉米子粒中花色苷组分及抗氧化活性研究

以5种颜色糯玉米子粒为材料,测定其总花色苷含量、6种花色苷组分含量和色度以及总抗氧化能力。结果表明,深紫灰色、深红色和灰紫色糯玉米子粒中天竺葵色素含量均显著高于淡黄色和淡黄绿色糯玉米子粒中天竺葵色素含量,糯玉米颜色红绿度(a^*值)与天竺葵色素和矮牵牛色素含量呈极显著正相关。深紫灰色糯玉米子粒中矢车菊色素含量显著高于其他4种颜色糯玉米子粒矢车菊色素含量,糯玉米子粒总抗氧化能力与总花色苷含量、矢车菊色素含量、天竺葵色素含量呈极显著正相关。结果表明,可通过提高糯玉米子粒矢车菊色素和天竺葵色素含量,选育高抗氧化能力的深紫灰色糯玉米品种。     

基于LC-MS的紫娟烘青绿茶加工过程中花青素变化规律研究

优化建立了紫娟烘青绿茶中花青素的酸性乙醇提取方法和14种花青素组分的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)分析方法,并进一步对烘青绿茶加工过程中花青素组分的变化进行了定量分析。结果显示:在紫娟烘青绿茶中,共检测到9种花青素成分:飞燕草-3-O-半乳糖苷、矢车菊素-3-O-半乳糖苷、天竺葵-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素、天竺葵素、飞燕草素、芍药素、飞燕草-3-O-(6-香豆酰)-半乳糖苷、矢车菊素-3-O-(6-香豆酰)-半乳糖苷,其中飞燕草类花青素和矢车菊类花青素为紫娟花青素的主要成分。紫娟鲜叶中花青素总量为4.64 mg·g~(-1),经摊放、杀青、揉捻、毛火干燥、足火干燥处理的茶样中花青素总量呈下降趋势,含量分别为4.83、3.74、3.70、2.83、1.82 mg·g~(-1)。高温处理是导致花青素下降的最主要因素,其中矢车菊素-3-O-半乳糖苷、飞燕草-3-O-(6-香豆酰)-半乳糖苷、矢车菊素-3-O-(6-香豆酰)-半乳糖苷的下降最为明显。     

单基因控制白菜型油菜种皮颜色和下胚轴颜色

用绿色下胚轴、黄籽材料与早花野生类型品系和品种Torch杂交,调查白菜型油菜(Brassica campestris L.)下胚轴和种皮颜色的关系,发现下胚轴颜色和种皮颜色存在着完全相关。该研究与单隐性基因控制下胚轴和种子色素产生的假说相一致,并对培育白菜型黄籽油菜进行了讨论。 白菜型油菜种皮颜色遗传的研究表明:种皮颜色受一至三对独立基因控制(Ahmed和Zuberi,1971;Mohammed,1942;Stringam,1980)。最近对四个品种的研究表明:种皮颜色受两对独立显性基因Br_1和Br_3控制(Stringam,1980)。     

不同颜色花生种皮色素提取工艺研究

为研究不同颜色花生种皮色素提取工艺,以铜仁珍珠花生(粉红色花生种皮)和紫魁花生(紫黑色花生种皮)种皮为原料,分别研究溶剂提取法中各因素对色素得率的影响,并采用响应面试验优化工艺条件。结果表明,铜仁珍珠花生种皮色素最佳提取工艺为:乙醇浓度50%、提取温度71℃、提取时间70min、料液比1∶62g/mL,在此提取条件下色素得率为3.19%;紫魁花生种皮色素最佳提取工艺为:乙醇浓度40%、萃取温度72℃、萃取时间85min、料液比1∶54g/mL,在此提取条件下色素得率为4.18%。紫黑色花生种皮和粉红色花生种皮色素提取工艺条件有一定差异,且紫黑花生种皮色素含量较粉红色花生种皮色素高。     

花生种皮颜色及花青素含量的遗传分析

本研究以山花15号×中花12号为杂交组合,自F2经单粒传法(Single-seed descent, SSD)多代自交后获得由302个家系组成的F9代重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体为研究对象,采用紫光扫描仪对亲本及RIL群体花生种皮颜色进行扫描,采用万深SC-G自动考种分析系统对种皮颜色的RGB值进行量化评价,并对RIL群体进行花青素含量测定,用G3DH软件构建RGB值和花青素的遗传模型,进行种皮颜色遗传分析。结果表明,种皮三原色G值和B值的最适模型均为3对主基因控制的加性—上位性遗传模型,主基因遗传率分别为97.61%和96.46%;R值的最适模型为2对主基因控制具有加性—上位性遗传模型,主基因遗传率为95.06%;花青素含量的最适模型为2对主基因控制的加性—上位性遗传模型,主基因遗传率为96.48%。     

种皮损伤和拌种对花生出苗的影响

一九六七年以不同色素种皮的几种早、晚熟花生品种进行种皮损伤及拌种效果的田间试验。出苗数与种子对黑曲霉侵染的抵抗性高度相关。和试验室的结果一样,未损伤种皮的白粒种子(易感的)出苗率仅50％,而有色的种子(抵抗的)出苗率为95—98％,搓伤种皮大大降低出苗率。应用秋兰姆碱拌种,增加了易感染种     

小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性特征的研究

为研究小麦籽粒淀粉合成酶基因表达与酶活性的特征,以普通小麦品种秦麦11(粒重36.942 mg/粒,淀粉含量61.02%)和中优9507(粒重50.636 mg/粒,淀粉含量68.36%)为材料,采用实时荧光定量RT-PCR方法,对灌浆期籽粒淀粉合成酶相关基因的表达进行了研究,并对其表达量与相应酶活性的相关性做了分析.结果表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(AGPase)、束缚态淀粉合成酶基因(GBSSI)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因(SBE)表达均呈单峰曲线变化,在花后3 d 内检测不到其表达,花后4～6 d 这些基因开始表达.AGPase和SSS在花后12 d左右表达量达到高峰,GBSSI和SBE在花后15 d左右的表达量最大.自花后18 d开始,各基因的表达量均显著下降.中优9507在表达高峰期(即花后第12、15、18 d)的酶基因相对表达量均显著高于秦麦11,且差异均达显著水平.整个灌浆期间中优9507的四种淀粉合成酶活性高于秦麦11,尤其在灌浆中期差异更显著.相关分析表明,AGPase、SSS、SBE基因在花后15 d的相对表达量与相应酶活性间呈极显著正相关,而GBSS基因的相对表达量与GBSS酶活性间相关不显著,暗示AGPase、SSS、SBE基因在籽粒淀粉合成过程中属于转录水平调控,而GBSSI基因属于转录后调控.     

参与mRNA分解的2个顺式排列基因

正研究以矮牵牛为实验材料进行花色稳定性研究,以证明其花色变白原因。矮牵牛的某些品种,具有白颜色镶边的花瓣(图1)。现已证明,花瓣边缘有白色镶边是由于查尔酮合成酶(CHSA)的mRNA含量减少而导致花青素合成受阻而引起的。该文主要研究CHSA中mRNA表达     

影响不同种皮颜色小麦种子休眠的生理原因

为了解小麦种皮颜色和休眠性的关系,分别选取红皮和白皮小麦品种各15个,测定其种皮颜色和休眠水平,对影响不同种皮颜色小麦种子休眠差异的生理原因进行分析。结果表明,基于数码相机图片提取的RGB数值推导出的指标色调(H)、饱和度(S)和强度(I)均可反映小麦种皮颜色的深浅度。R、H、S和I值与种子休眠性呈显著负相关,R/(R+G+B)与籽粒休眠性呈显著正相关,即籽粒种皮颜色越深,其休眠性越强(P<0.05)。红皮与白皮品种中均存在休眠差异性显著的材料。选取白皮小麦敏感性品种华成麦1688(W1)和抗性品种安农0711(W15)及红皮小麦敏感性品种白湖麦1号(R1)和抗性品种扬麦27(R15),进行生理性状分析发现,在种子萌发过程中,敏感性品种W1和R1的种子吸水率、含水量及α-淀粉酶、β-淀粉酶和酸性磷酸酶活性高;同时种子内部可溶性糖含量和蛋白质含量高;赤霉素(GA₃)含量逐渐上升,而脱落酸(ABA)含量逐渐下降。反之,抗性品种W15和R15种子的淀粉酶活性及可溶性糖、可溶性蛋白和GA₃含量在休眠解除过程中低,ABA含量高。相同敏感性材料中,...     

花生白藜芦醇和查尔酮合成酶基因的鉴定与表达分析

花生含有丰富的白藜芦醇，具有很好的营养价值和保健功能。白藜芦醇合酶（STS）是白藜芦醇合成途径中的关键酶。本研究运用生物信息学方法，从花生基因组数据中鉴定出了50个STS基因，17个编码查尔酮合成酶CHS基因；两者同属聚酮化合物合成酶家族。对所鉴定基因组家族成员的染色体定位、系统发育、外显子-内含子结构、基因表达模式分析，结果表明大量STS基因在根、种皮、果皮、果针中高量表达，45个STS和8个CHS基因均应答紫外胁迫。本研究结果为花生STS/CHS基因家族成员的功能鉴定提供有价值的参考信息，为花生的品质改良提供理论依据与基因资源。     

茶树花青素还原酶的酶学特性研究

茶树花青素还原酶(CsANR)作为原花青素生物合成途径中的关键酶,催化花青素为相应的2,3-顺式-黄烷-3-醇。为了研究该酶的酶学特性,本文采用原核表达及钴离子亲和柱纯化技术,表达并纯化出目的蛋白;重点对CsANR1酶学特性进行研究分析。结果表明,CsANR1的最适反应温度为40℃,最适pH值为6.5;对底物矢车菊色素的亲和力高于飞燕草色素。Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+和Hg2+等金属离子对酶有抑制作用,存放15d后酶活下降50%。     

茶树花青素还原酶的酶学特性研究

茶树花青素还原酶(CsANR)作为原花青素生物合成途径中的关键酶,催化花青素为相应的2,3-顺式-黄烷-3-醇。为了研究该酶的酶学特性,本文采用原核表达及钴离子亲和柱纯化技术,表达并纯化出目的蛋白;重点对CsANR1酶学特性进行研究分析。结果表明,CsANR1的最适反应温度为40℃,最适pH值为6.5;对底物矢车菊色素的亲和力高于飞燕草色素。Cu2+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+和Hg2+等金属离子对酶有抑制作用,存放15d后酶活下降50%。     

甘蔗花青素转录因子基因ScRS克隆与基因枪转化研究

花青素不仅是天然色素,而且具有保健功能。花青素转录因子基因对于调控花青素的合成具有关键作用。本研究根据玉米花青素转录因子基因RS序列设计引物,利用同源克隆技术,得到甘蔗花青素转录因子基因ScRS的全长序列;在ScRS序列两端分别添加KpnⅠ、SalⅠ酶切位点,构建植物表达载体pCAMBIA1301-35SN-ScRS,包被微粒载体通过基因枪对甘蔗愈伤组织进行轰击,转化的愈伤组织明显呈紫红色;将紫红色愈伤组织分化培养获得再生甘蔗植株,经PCR检测,获得转ScRS基因阳性植株,初步证实利用克隆的基因转化甘蔗可以使愈伤组织显色。研究结果对于建立新型的遗传转化可视化示踪体系和培育高花青素甘蔗品种具有重要意义。     

花生种子中芪化物的合成与抗黄曲霉菌产毒的相关性研究

以花生种子为试材,采用孢子浓度为1×106(个/m L)的黄曲霉菌接种花生种子,对抗产毒和易产毒品种间4种主要芪化物(resveratrol,ε-viniferin,δ-viniferin,pterostilbene)合成变化,相关抗性酶活性(PAL、POD、PPO)进行了比较,探讨了不同品种间芪化物的合成与抗黄曲霉菌产毒之间的相关性。结果表明:花生种子芪化物的合成速度与抗产毒有关。在接种黄曲霉菌第3天时,抗产毒品种黔花生3号4种芪化物含量达到峰值,含量为47.37μg/g,为对照的54倍;易产毒品种花育22号芪化物含量仅5.5μg/g;抗产毒品种芪化物含量和相关抗性酶(PAL、POD、PPO)活性都高于易产毒品种;在16个考察的花生品种中,发现了4个芪化物含量较高,病情指数和黄曲霉毒素含量相对较低的花生品种;相关分析发现,不同花生品种芪化物含量与病情指数、黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素总量呈极显著负相关,相关系数(r)分别为-0.789、-0.851、-0.850。因此,花生接种第3天时的芪化物含量可作为筛选和培育花生抗产毒品种的重要化学指标。     

白粉病对小麦品种西农979籽粒淀粉合成关键酶基因表达的影响

为了揭示白粉病对花后小麦籽粒淀粉合成的影响机制,以小麦品种西农979为材料,利用实时荧光定量PCR技术研究白粉病不同发病程度对小麦籽粒淀粉合成相关酶基因表达的影响。结果表明,随着感病程度的增加,小麦籽粒的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因AGPase、淀粉分支酶基因SBE和可溶性淀粉合成酶基因SSS的表达均被抑制,其酶活性下降;束缚态淀粉合成酶I基因GBSSⅠ的表达量和酶活性均高于对照;去分支酶基因DBE的表达量与对照相比没有明显变化,但其酶活性在病害高峰期高于对照;支链淀粉含量和总淀粉含量显著降低,而直链淀粉含量增加。由此可知,白粉病通过改变籽粒淀粉合成相关酶基因的表达及活性而影响淀粉的积累。