花青苷的研究进展

花青苷是一种重要的植物天然色素,本文依据有关文献,简要说明了花青苷的结构、提取鉴定方法以及生物合成途径,并从生物化学和基因调控的角度重点介绍了PAL、CHS、DFR和UFGT在花青苷合成中的重要作用,归纳了其他植物色素、碳水化合物、内源激素以及光照和温度在花青苷合成过程中的调节作用,同时指出,关于光敏色素调节酶活性机理以及基因调控花青苷合成模式的研究是揭示花青苷合成机制的关键,为今后的科研提出了研究重点和方向。     

紫外光对‘北陆’越橘转色果花青苷积累、关键酶活性及其基因表达的影响

以3年生‘北陆’越橘为试材,对发育过程中果实花青苷含量及合成酶活性变化进行研究,并进一步利用3种紫外光（UV-A、UV-B、UV-C）分别照射转色期越橘果实,测定了果实中花青苷等酚类物质的含量、生物合成酶活性及其基因表达,从底物、酶活性、基因转录水平阐明了不同紫外光对花青苷生物合成途径的影响。3种紫外光都明显诱导了果实花青苷的积累,特别是UV-C照射后果实花青苷含量提高了2.36倍。UV照射显著诱导果实PAL、UFGT酶活性升高,VcPAL、VcUFGT转录增强,但同时也抑制了DFR酶活性及基因表达,其中PAL、UFGT酶活性与花青苷的积累极显著正相关（r = 0.807**,r = 0.894**）,而DFR酶则相反（r =–0.854**）。结果表明,UV照射能诱导丙苯氨酸途径中响应紫外处理的一些关键基因的转录激活（如VcPAL,VcUFGT）或抑制（如VcDFR）,并影响相应酶活性的变化,促使花青苷等酚类物质的积累。     

金雀异黄素和环鸟苷酸调控离体葡萄果实花青苷积累

以离体‘巨峰’葡萄为材料,观察到金雀异黄素（GNT）对果皮花青苷积累的促进效应,而且证明GNT的诱导过程（约10 ~ 12 h）不需要光照,但其后的花青苷积累却依赖于光照。如果在GNT预处理后6 h内用环鸟苷酸（cGMP）处理,可以明显抑制GNT的促进效应,但在GNT预处理后12 h再用cGMP处理,则抑制效应消失。半定量RT-PCR检测表明,光和GNT诱导葡萄果皮花青苷合成相关基因PAL、CHS和UFGT表达量上调,而对LDOX表达量无明显影响;cGMP处理抑制了GNT诱导的PAL和CHS等基因表达的促进作用,说明GNT和cGMP相互拮抗,共同调控葡萄果皮花青苷积累。     

套袋对苹果果皮花青苷合成及着色的影响

套袋是提高苹果果实着色的主要技术措施之一,也是研究苹果果皮花青苷合成和基因表达的重要手段。苹果果皮花青苷的合成经由苯丙烷类代谢途径,编码苹果花青苷合成酶类的基因已得到克隆。套袋后果皮花青苷合成酶类的基因表达受到抑制,因而抑制了花青苷合成;摘袋后果皮花青苷迅速合成,与套袋后果皮光受体浓度增加和叶绿素含量降低从而提高对光的敏感度、迅速启动花青苷合成酶类的基因协同表达有关。果皮色素特别是花青苷和叶绿素的含量、比例和分布决定果实的着色状况,套袋促进果皮花青苷合成的同时大大降低了叶绿素含量,从而使果实着色鲜艳。     

过表达苹果多肽激素基因MdCEP1促进花青苷积累

以‘王林’苹果(Malus×domestica‘Orin’)愈伤组织为试材,初步探讨苹果多肽激素Md CEP1(C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE1)在调控花青苷合成方面的作用。分析显示Md CEP1位于苹果第15号染色体,只有1个外显子。蛋白序列比对显示不同物种中CEP结构域非常保守。启动子分析表明,Md CEP1启动子序列包含多个顺式作用元件,包括与分生组织有关的CAT-box元件、赤霉素响应元件(P-box)、光响应元件(MNF1)和与类黄酮合成相关的MYB类蛋白结合位点(MBSI)。通过农杆菌介导的遗传转化获得Md CEP1转基因苹果愈伤组织,进一步分析发现过表达Md CEP1能够明显促进愈伤组织花青苷积累,并且促进花青苷合成相关基因的表达。Md CEP1在拟南芥中异位表达,同样能够促进拟南芥中花青苷的积累,并且促进拟南芥花青苷合成相关基因的表达。研究结果表明,Md CEP1能够正调控苹果花青苷的合成。     

百合花色机理研究进展

百合花色主要由花青苷和类胡萝卜素形成,一般粉色和棕色花中主要成分是花青苷;黄色和橙色花中主要成分是类胡萝卜素;红色是由花青苷和类胡萝卜素共同组成。百合花色的遗传现象比较复杂。目前初步构建了几个群体,通过遗传连锁图谱标记了花色相关位点。百合中花青苷和类胡萝卜素合成代谢途径中的大部分结构基因已经被克隆和研究。花青苷合成途径中的转录因子LhMYB12调控百合花被片中的花青苷的有无,其转录水平调控花青苷的颜色强度和着色类型。本文总结了百合花朵的着色机理研究,为进一步开展百合花色育种提供了理论参考。     

血红素加氧酶–1促进萝卜芽苗菜下胚轴花青苷积累

以萝卜（Raphanus sativus L.）芽苗菜为材料,在白光下外源添加与血红素加氧酶–1（HO-1）相关的试剂为处理,以加水为对照,探究HO-1对花青苷合成的影响。结果表明,各个处理均不影响芽苗的鲜质量。与对照相比,添加HO-1诱导剂（Hemin）后下胚轴中花青苷含量显著升高,HO-1抑制剂（ZnPP）及血红素降解产物（BR、CO、Fe2+）处理下花青苷含量均有所下降,其中抑制剂ZnPP处理后下降最多;经诱导剂Hemin处理后HO-1及花青苷合成途径中的调控基因PAP1和关键结构基因PAL、CHS、CHI、F3H、DFR的表达量以及PAL酶活性与对照相比都有显著提高。由此表明,血红素加氧酶–1（HO-1）通过上调花青苷合成途径关键基因表达量促进花青苷积累。     

不同光处理下富氢水对萝卜芽苗菜花青苷含量和抗氧化能力的影响

在LED白光(W)和紫外光(UV-A)两种不同光条件下,研究培养液中添加富氢水(HRW)对萝卜芽苗菜生长、下胚轴中花青苷含量及抗氧化能力的影响,并检测了花青苷合成过程中关键结构基因的表达量变化。结果表明,与白光相比,紫外光处理显著抑制了萝卜芽苗菜的生长。不同连续光照时间(3、12、24、36h)下,紫外光处理的萝卜芽苗菜下胚轴花青苷含量均显著高于白光处理;连续光照处理24h和36h时,UV-A+HRW处理下花青苷含量显著高于其他处理,表明UV-A有利于花青苷的合成,而HRW可进一步提高UV-A对花青苷合成的诱导作用;各连续光照时间下,DPPH自由基清除能力的变化趋势与花青苷含量基本一致。与白光相比,紫外光处理可明显提高花青苷合成关键基因的表达;UV-A+HRW处理下,PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、LDOX和ANS的表达量均显著高于其他处理,表明UV-A+HRW处理下,上述基因的上调对花青苷含量的提高起到主要调控作用。     

科技文摘

正UV-A诱导大豆芽苗菜下胚轴中花青苷积累的分子机理目的:研究长波紫外光(UV-A)、白光(W)和蓝光(B)对大豆芽苗菜下胚轴中花青苷含量、花青苷合成相关酶活性、花青苷合成途径相关基因及光受体基因表达量的影响,以探明UV-A诱导大豆芽苗菜下胚轴中花青苷生物合成的分子机理,为光质调控技术应用于大豆芽苗菜工业化生产提供理论依据。方法:以大豆‘东农690’为试材,以黑暗培养为对照,连续     

红皮梨着色与花青苷合成研究进展

红皮梨资源非常丰富,包括砂梨、秋子梨、新疆梨、白梨和西洋梨在内的世界梨主栽种类,具有很高的商业价值。综述了红皮梨果实着色与其花青苷合成研究所取得的进展。重点介绍了红皮梨着色过程中色素种类及其变化、花青苷的组分、花青苷在果皮组织中的分布、花青苷的合成途径以及相关酶活性的变化,同时还介绍了与花青苷合成有关的结构基因、调节基因和转录因子等研究进展,并从内因和外因两方面阐述了花青苷代谢与红皮梨着色的关系,为今后研发红皮梨优质高效栽培技术、培育色泽鲜艳的红皮梨新品种奠定理论基础。