水稻花色苷含量及合成结构基因的差异表达研究

水稻花色苷的生物合成受许多因素影响,而控制关键酶的结构基因是最主要的因素。针对2个红米材料和2个白米材料,采用实时荧光定量的方法,对合成水稻花色苷的结构基因( OsPAL 、 OsCHS 、 OsCHI 、 OsF3H 、 OsF3′H 、 OsDFR 、 OsANS 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT )在茎、叶及种子发育过程中的相对表达水平进行了测定。结果表明:1) OsPAL 、 OsCHS 在水稻的茎、叶和种子中表达, OsCHI 在白米恢复系蜀恢498和白米株系的组织中均有表达,是花色苷合成的组成型基因;其它基因在参试材料的茎、叶和种子中的表达量不同,具有组织特异性。2)在红米品种贵红1号和红米株系开花后7~28 d的花色苷含量逐渐增加,而白米恢复系蜀恢498和白米株系的花色苷含量逐渐下降;这些基因在红米品种贵红1号和红米株系的前中后期均有表达且表达量较高, OsCHS 在红米品种贵红1号种子发育过程中的表达量逐渐增加;这些基因在白米恢复系蜀恢498和白米株系开花后7~28 d的前中期表达量较低,后期急剧降低。表明这些基因的表达量与其花色苷的含量动态变化相同,对花色苷的积累有一定的作用。3) OsPAL 、 OsCHS 表达量与红米品种贵红1号花色苷含量呈显著正相关, OsF3H 表达量与白米株系花色苷含量呈显著正相关, OsPAL 表达量与红米株系花色苷含量呈显著正相关, OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 表达量与红米株系花色苷含量呈极显著正相关。研究表明,这些基因在参试材料的茎、叶和种子开花后7~28 d前中后期的差异表达,可能是造成它们着色差异的主要原因。 OsPAL 、 OsCHS 是红米品种贵红1号籽粒花色苷合成的关键基因, OsF3H 在白米株系籽粒发育过程中扮演重要的角色, OsPAL 、 OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 在红米株系籽粒花色苷积累中起重要作用。     

水稻花色苷及其合成基因差异表达的研究进展

水稻的花色苷是具有营养保健活性和使用价值的天然色素,深受人们的青睐,因此成为当今育种的研究热点之一。本文从花色苷的结构、成分、对其含量的影响因素、生物合成途径及合成基因的差异表达方面进行阐述,为今后筛选出优异花色苷含量高的水稻品种提供参考。